CN113898968A - 一种防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法，基于每台磨煤机手动设置给煤机指令上限，并根据每台磨煤机的风煤比参数动态调整给煤机指令上限值，防止在负荷动态调整过程中发生一次风量不足或磨煤机存煤过大引起堵磨现象；通过设置给煤指令平衡算法，使得每台处于自动状态下给煤机在各自的上下限范围内随燃料主控指令按比例同时增减；根据自动状态下给煤机上限动态调整和手动偏置量设置上下限判断功能，实际给煤指令到达限值时锅炉主控切为跟踪实际给煤量，避免燃料指令空行程。基于以上设置平衡受限后的磨煤机给煤机量，避免在机组运行中由于磨煤机最大出力变化造成堵磨，提高了火电机组负荷动态响应性能和设备运行的稳定性。

Description

一种防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法
技术领域
本发明涉及火电单元机组协调控制系统锅炉主控领域，特别是一种火电单元机组锅炉主控防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法。
背景技术
火力发电机组中锅炉主控和燃料主控作为整个协调控制系统的核心控制单元，其输出指令直接作用于给煤量控制指令，控制进入磨煤机的煤量。随着电网调度对火电机组AGC调整功能有更高的要求，机组为了快速响应AGC的负荷指令普遍设置更高的变负荷速率。由于锅炉制粉、燃烧及传热过程中固有的大迟延和大惯性特征，导致快速变负荷过程中锅炉主控普遍采用剧烈加减燃料量和一次风量等方式快速改变锅炉的燃烧工况从而提高锅炉响应速度，同时为了降低电厂运营成本，采用参烧热值低于设计煤种的燃煤成为普遍现象，导致磨煤机出力长期处于高负荷运行工况，运行人员通常为每台磨煤机设置一个保守的出力上限，在负荷大幅变动过程中，极易发生磨煤机出力受限，或者发生磨煤机堵磨情况。
通过对机组协调控制方式下运行工况数据进行分析，发现不同燃烧层的磨煤机设计出力不同，一般下层磨煤机出力大于上层磨煤机，并且随着设备健康状况和漏风量的变化，相同磨煤机的出力上限随之发生变化，运行人员根据不同磨煤机的出力手动设置不同的给煤上限，当燃料主控输出的平均给煤量同时作用到不同给煤机上时，不同层给煤机到达给煤上限的时间不同步，导致在燃料主控指令上段部分参与调节的给煤机台数发生变化，影响燃料量的跟踪性能；同时运行人员手动设置不同磨煤机的给煤上限往往无法准确反映磨煤机的实际出力上限，特别是在燃料量快速变化过程中，给煤、制粉过程滞后一次风量的变化过程，导致给煤机在磨煤机出力上限附近无法根据磨煤机内部动态存煤量快速调整给煤量。
通过对现有协调控制系统控制策略的分析，燃料主控到达指令上限后对锅炉主控进行闭锁，但由于给煤上限的设置不同，燃料主控指令上限无法匹配实际处于自动状态下的给煤机的给煤量上限，在实际给煤指令到达上限时锅炉主控指令出现无法跟踪实际煤量，造成指令空行程扩大指令回程差，影响机组协调控制性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术在实际应用中存在的上述不足，而提供一种防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法，其特征是，基于机组协调控制系统锅炉主控PID指令输出燃料指令，与实际给煤量比较，通过燃料主控PID计算输出平均给煤指令，控制自动状态下给煤机转速调整给煤量，通过设置每台给煤机动态上限，并建立给煤指令平衡算法，对处于自动状态下的给煤机指令进行等比例平衡，使得不同给煤机在未设偏置量的情况下同时达到给煤上限，并且在对给煤上限进行修改后，燃料主控上限仍能与实际给煤上限相匹配。
所述给煤机动态上限通过以下方法得到：基于磨煤机的出力上限手动设置每台给煤机基准给煤机上限，引入磨煤机风煤比M=混合风量/给煤量，经给煤机上限修正函数F1(X)，输出给煤机上限修正量，叠加至手动设置的基准给煤机上限得到动态给煤机上限，实现对给煤机上限值进行动态调整，其中F1(X)为以风煤比作为输入的连续分段函数，函数为（2，3；1.8，0；1.6，0；1.4，-3，1.1，-5；0.8，-7；0.5；-10），当风煤比超过低限时，给煤机上限动态修正量随风煤比降低而减小，当风煤比超过高限时，给煤机上限动态修正量随风煤比增大而增大。
所述给煤指令平衡算法通过以下方法得到：每台给煤机的动态给煤上限与燃料主控输出上限比值计算得到系数，燃料主控输出的实时给煤机平均指令与系数的乘积并叠加手动偏置作为实际给煤指令。
所有自动状态下给煤机指令达到上、下限后，或燃料主控PID到达上、下限后，锅炉主控燃料指令切为跟踪实际给煤量，避免锅炉主控空行程从而扩大燃料指令的回程差。
所述给煤机指令达到上、下限通过以下方法进行判断：给煤指令上限判断分为所有自动状态下给煤机输出指令到达上限或燃料主控输出上限，其中给煤机指令上限判断为实际给煤机输出指令-偏置量≥上限值，或实际给煤机输出指令≥上限值；给煤指令下限判断分为所有自动状态下给煤机指令到达下限或燃料主控输出下限，其中，给煤机指令下限判断为实际给煤机指令+偏置量≤下限值或实际给煤指令≤下限值。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：基于每台磨煤机手动设置给煤机指令上限并根据每台磨煤机的风煤比参数动态调整给煤机指令上限值，防止在负荷动态调整过程中发生一次风量不足或磨煤机存煤过大引起堵磨现象；通过设置给煤指令平衡算法，使得每台处于自动状态下给煤机在各自的上下限范围内随燃料主控指令按比例同时增减，避免由于每台磨煤机出力上限不同而导致的在燃料主控指令上段部分参与调节的给煤机台数发生变化，影响燃料量的跟踪性能；同时根据自动状态下给煤机的上限的动态调整和手动偏置量，设置上下限判断功能，实际给煤指令到达限值时锅炉主控切为跟踪实际给煤量，避免燃料指令空行程；基于以上功能设置，平衡受限后的磨煤机给煤机量，避免在机组运行过程中由于磨煤机最大出力变化造成的堵磨现象，提高了火电机组负荷动态响应性能和设备运行的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例中锅炉主控及闭锁逻辑图。
图2是本发明实施例中给煤机动态上限算法逻辑图。
图3是本发明实施例中给煤机平衡控制算法逻辑图。
图4是本发明实施例中给煤机指令输出上下限逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中，防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法，在机组协调控制系统的锅炉主控中，增加锅炉主控PID切跟踪条件，跟踪值为实际给煤量；
锅炉主控PID切跟踪条件通过以下逻辑判断实现：
P01 采用Count计数块统计自动状态下给煤机指令输出达上限数量，同时采用Count计数块统计自动状态下给煤机的数量，通过GT功能块比较给煤机指令输出达上限数量≥自动状态下给煤机的数量时，即自动给煤量达上限；
P02 采用Count计数块统计自动状态下给煤机指令输出达下限数量，同时采用Count计数块统计自动状态下给煤机的数量，通过GT功能块比较给煤机指令输出达下限数量≥自动状态下给煤机的数量时，即自动给煤量达下限；
P03 采用或功能块，自动给煤量达上限、自动给煤量达下限、燃料主控到上限、燃料主控到下限作为输入条件，任一条件满足即触发锅炉主控PID切跟踪。
参见图2，本实施例中，A、B、C、D、E给煤机动态上限HA、HB、HC、HD、HE分别通过上限手动设定值叠加动态修正量得到，其中，磨煤机风煤比KA、KB、KC、KD、KE经过F(x)输出得到每台给煤机上限的动态修正量，函数为（2，3；1.8，0；1.6，0；1.4，-3，1.1，-5；0.8，-7；0.5；-10）；
参见图3，本实施例中，给煤指令平衡算法通过以下方法得到：
给煤机平衡给煤指令=燃料主控输出的平均给煤指令×（给煤机动态上限÷燃料主控指令上限值）；
参见图3，本实施例中，给煤机给煤指令=给煤机平衡给煤指令+给煤机偏置；
参见图3，本实施例中，给煤机指令输出下限为手动设置的固定值，给煤机指令输出上限为给煤机动态上限，给煤机指令输出到达上下限后分别触发给煤机指令达上限和给煤机指令达下限；
参见图4，本实施例中，自动状态下给煤机指令输出达上限逻辑判断为：给煤机自动状态＆[给煤机指令达上下|（给煤机指令输出-给煤机偏置≥给煤机动态上限）]；
参见图4，本实施例中，自动状态下给煤机指令输出达下限逻辑判断为：给煤机自动状态＆[给煤机指令达上下|（给煤机指令输出+给煤机偏置≤给煤机指令下限值）]。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法，其特征是，基于机组协调控制系统锅炉主控PID指令输出燃料指令，与实际给煤量比较，通过燃料主控PID计算输出平均给煤指令，控制自动状态下给煤机转速调整给煤量，通过设置每台给煤机动态上限，并建立给煤指令平衡算法，对处于自动状态下的给煤机指令进行等比例平衡，使得不同给煤机在未设偏置量的情况下同时达到给煤上限，并且在对给煤上限进行修改后，燃料主控上限仍能与实际给煤上限相匹配；
所述给煤机动态上限通过以下方法得到：基于磨煤机的出力上限手动设置每台给煤机基准给煤机上限，引入磨煤机风煤比M=混合风量/给煤量，经给煤机上限修正函数F1(X)，输出给煤机上限修正量，叠加至手动设置的基准给煤机上限得到动态给煤机上限，实现对给煤机上限值进行动态调整，其中F1(X)为以风煤比作为输入的连续分段函数，当风煤比超过低限时，给煤机上限动态修正量随风煤比降低而减小，当风煤比超过高限时，给煤机上限动态修正量随风煤比增大而增大；
所述给煤指令平衡算法通过以下方法得到：每台给煤机的动态给煤上限与燃料主控输出上限比值计算得到系数，燃料主控输出的实时给煤机平均指令与系数的乘积并叠加手动偏置作为实际给煤指令。
2.根据权利要求1所述的防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法，其特征是，所有自动状态下给煤机指令达到上、下限后，或燃料主控PID到达上、下限后，锅炉主控燃料指令切为跟踪实际给煤量，避免锅炉主控空行程从而扩大燃料指令的回程差。
3.根据权利要求2所述的防止直吹式制粉系统堵磨的平衡给煤控制方法，其特征是，所述给煤机指令达到上、下限通过以下方法进行判断：给煤指令上限判断分为所有自动状态下给煤机输出指令到达上限或燃料主控输出上限，其中给煤机指令上限判断为实际给煤机输出指令-偏置量≥上限值，或实际给煤机输出指令≥上限值；给煤指令下限判断分为所有自动状态下给煤机指令到达下限或燃料主控输出下限，其中，给煤机指令下限判断为实际给煤机指令+偏置量≤下限值或实际给煤指令≤下限值。
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