CN114776406A - 基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法及装置,可用于火力发电机组辅机故障减负荷技术领域。所述方法包括:根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;将目标煤量发送给锅炉主控单元,以使锅炉主控单元根据目标煤量进行煤量控制;根据汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;将主汽压力控制策略发送给汽轮机的主控单元,以使汽轮机的主控单元根据主汽压力控制策略调节汽轮机调门的开启速度。所述装置用于执行上述方法。本发明实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法及装置,针对旁路供热的事故工况,可以确保汽轮机的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电机组辅机故障减负荷技术领域,具体涉及一种基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法及装置。
背景技术
随着新能源的发展进入快车道,火电机组的主要功能向调频和调峰转变,大量机组需要开展灵活性改造来支撑机组开展深度调峰。对于寒冷地区,冬季采暖供热季,需要火电机组向城市热网提供稳定热量。因此,针对寒冷地区火电机组冬季运行工况,需要开展相关工作,研究实现火电机组的热电解耦,在保障供热能力的同时降低机组调峰下限。
目前,常用的热电解耦技术有汽轮机高中压缸旁路供热、储热罐供热、电锅炉供热以及低压缸零出力供热等。其中汽轮机旁路供热技术,就是将主、再热蒸汽经过减温减压后,通过旁路进入热网加热器进行供热,增加机组的供热能力。而旁路供热投入后,汽轮机做功降低,降低机组深度调峰的下限。
机组启动阶段需要通过汽轮机旁路调节汽轮机温度和压力,控制汽轮机冲转和并网,因此汽轮机旁路常设计具有30%-50%的容量。因此机组采用旁路供热技术进行改造,整体仅需要较少的改造投资。
现有相关国标和行业标准中,仅针对传统的重要辅机跳闸进行了RB(辅机故障减负荷(Runback,RB))方法介绍。而火电机组基于深度调峰进行供热旁路改造后,旁路快关对系统产生较大的扰动,需要通过RB逻辑来进行控制,而目前暂时没有旁路RB相关的试验方法。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明实施例提供一种基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法及装置,能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
一方面,本发明提出一种基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法,包括:
根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;
将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;
根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;
将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。
可选的,所述根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略包括:
根据所述汽轮机当前的主汽压力以及预设的第一压力变化速度,确定在第一预设时间范围内每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力;
根据所述目标主汽压力以及第二压力变化速度,确定在所述第一预设时间范围之后每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力,直至所述阶段性目标主汽压力等于或小于所述汽轮机的目标主汽压力。
可选的,所述将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度包括:
按照时间顺序,每隔预设时长将当前时刻对应的所述阶段性目标主汽压力发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述阶段性目标主汽压力调节所述汽轮机调门的开启速度。
可选的,所述方法还包括:
根据汽轮机主控单元输出的控制指令,确定所述汽轮机主控单元控制汽轮机调门的开启速度是否大于预设的速度阈值;
若所述汽轮机主控单元控制汽轮机调阀的开启速度大于预设的速度阈值,则控制汽轮机调阀以所述预设的速度阈值开启。
可选的,所述根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量包括:
根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作;
根据旁路故障减负荷动作状态、汽轮机蒸汽流量、高旁入口流量,触发旁路故障减负荷功能;
若旁路故障减负荷功能触发、故障减负荷功能投入、协调方式投入,则根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量。
可选的,在根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作之前,所述方法还包括:
根据供热低旁入口闸阀状态、供热低旁调阀反馈状态、供热低旁出口闸阀状态,确定旁路供热状态。
可选的,所述方法还包括:
若汽轮机蒸汽流量和高旁入口流量之和小于预设流量值,则复位旁路故障减负荷功能。
另一方面,本发明提出一种基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷装置,包括:
第一确定模块,用于根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;
第一发送模块,用于将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;
第二确定模块,用于根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;
第二发送模块,用于将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。
可选的,所述第二确定模块具体用于:
根据所述汽轮机当前的主汽压力以及预设的第一压力变化速度,确定在第一预设时间范围内每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力;
根据所述目标主汽压力以及第二压力变化速度,确定在所述第一预设时间范围之后每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力,直至所述阶段性目标主汽压力等于或小于所述汽轮机的目标主汽压力。
可选的,所述第二发送模块具体用于:
按照时间顺序,每隔预设时长将当前时刻对应的所述阶段性目标主汽压力发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述阶段性目标主汽压力调节所述汽轮机调门的开启速度。
可选的,所述装置还包括:
第三确定模块,用于根据汽轮机主控单元输出的控制指令,确定所述汽轮机主控单元控制汽轮机调门的开启速度是否大于预设的速度阈值;
控制模块,用于若所述汽轮机主控单元控制汽轮机调阀的开启速度大于预设的速度阈值,则控制汽轮机调阀以所述预设的速度阈值开启。
可选的,所述第一确定模块具体用于:
根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作;
根据旁路故障减负荷动作状态、汽轮机蒸汽流量、高旁入口流量,触发旁路故障减负荷功能;
若旁路故障减负荷功能触发、故障减负荷功能投入、协调方式投入,则根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量。
可选的,所述装置还包括:
第四确定模块,用于根据供热低旁入口闸阀状态、供热低旁调阀反馈状态、供热低旁出口闸阀状态,确定旁路供热状态。
可选的,所述装置还包括:
复位模块,用于若汽轮机蒸汽流量和高旁入口流量之和小于预设流量值,则复位旁路故障减负荷功能。
又一方面,本发明提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述任一实施例所述的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法的步骤。
再一方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法的步骤。
本发明实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法及装置,通过根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。这样,针对旁路供热的事故工况,可以实现旁路关闭后,汽轮机机组自动、安全的降低负荷,确保汽轮机的安全运行。整个过程可通过DCS(分散控制系统)逻辑自动实现,减少运行人员的操作,实现较好的控制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1是本发明实施例提供的一汽轮机旁路供热系统示意图。
图2是本发明一实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法的流程示意图。
图3是本发明一实施例给出的进入旁路RB模式后,根据当前主汽流量对应的当前总煤量,按照目标主汽流量给出目标煤量,送至锅炉主控进行煤量控制的流程示意图。
图4是本发明一实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法的部分流程示意图。
图5是本发明一实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法的部分流程示意图。
图6是本发明一实施例给出的进入旁路RB模式后汽轮机阀位开启速度的控制策略示意图。
图7是本发明一实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法的部分流程示意图。
图8是本发明一实施例提供的在旁路供热状态触发后,当高旁流量高于一定值且旁路故障减负荷功能投入使用时,当高旁快关保护或低旁快关保护触发后,触发旁路RB动作的示意图。
图9是本发明一实施例提供的在旁路故障减负荷动作处于触发状态,当机组主汽流量高于额定主汽流量的60%时,触发旁路故障减负荷功能,若汽轮机蒸汽流量和高旁入口流量之和小于预设流量值,则复位旁路故障减负荷功能的示意图。
图10是本发明一实施例提供的若旁路故障减负荷功能触发、故障减负荷功能投入、机组协调方式下,则确定进入旁路RB模式的示意图。
图11是本发明一实施例提供的确定旁路供热状态的逻辑示意图。
图12是本发明一实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷装置的结构示意图。
图13是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为更好的理解本发明,下面先对本发明的研究背景进行说明。
图1是本发明提供的一汽轮机旁路供热系统示意图,如图1所示,由于供热期间旁路管道的长期高流速、高温度冲刷,容易出现设备的故障;旁路后温度、压力的变化,在旁路逻辑中需要设计超温保护及高、中压比的保护;此外,高低旁路供热流量的不匹配也容易造成汽轮机轴向推力的不平衡问题、再热器超压等问题。当旁路出现故障或者保护关闭后,旁路蒸汽瞬间进入汽轮机,会造成汽轮机进汽量的瞬间增加负荷突增,主汽压力快速升高,容易造成锅炉上水困难导致锅炉跳闸,以及造成轴瓦温度升高、汽轮机轴位移变化等重大安全问题。
因此当旁路系统故障快速关闭后,需要设计一套RB逻辑,快速降低锅炉热负荷,匹配旁路快关带来的汽轮机负荷增加,同时对汽轮机调门的动作进行限制,保障汽轮机安全。
本发明实施例提供一种基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法,能够快速降低锅炉热负荷,匹配旁路快关带来的汽轮机负荷增加,同时对汽轮机调门的动作进行限制,保障汽轮机安全。本发明实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法的执行主体包括但不限于计算机。
图2是本发明一实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法的流程示意图,如图2所示,本发明实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法,包括:
S101、根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;
本步骤,所述当前总煤量是指给汽轮机旁路供热的锅炉当前的总煤量,所述汽轮机的主汽流量等于所述汽轮机的蒸汽流量与高旁蒸汽流量之和;所述目标主汽流量可以设置为额定主汽流量的50%,在汽轮机的主汽流量降至额定主汽流量的50%以下时,可认为汽轮机运行在安全工况下。图3给出了进入旁路RB(故障减负荷)模式后,根据当前主汽流量对应的当前总煤量,按照目标主汽流量给出目标煤量,送至锅炉主控进行煤量控制流程。
具体的,如图3所示,目标煤量的计算公式可以如下:
可选的,进入旁路RB(故障减负荷)模式后,可按照从上到下的顺序间隔10s跳闸上层磨煤机,保留下层三台磨煤机运行,并将给水主控设定值的惯性时间设定为区别协调工况的一定值,以配合所述磨煤机工作,以使所述磨煤机提供所述目标煤量。
S102、将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;
本步骤,在将目标煤量发送给锅炉主控单元之后,锅炉主控单元可以自行进行煤量控制,本实施例对此不作限定。
S103、根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;
本步骤,旁路快速关闭后,旁路系统的蒸汽瞬间进入汽轮机,汽轮机短时间快速增加负荷。由于汽轮机调阀在不做限制的情况下快速开启,瞬时大幅增加进汽量会对机组运行寿命造成影响。因此需要对此工况下汽轮机的调门动作进行限制。
进入旁路RB模式后,汽轮机机组的控制方式切换成TF方式(汽轮机跟随方式),通过汽轮机调门控制压力;所述目标主汽压力为一定值,具体的,所述目标主汽压力可以为17MPa-20MPa。本实施例中针对进入RB模式后的主汽压力控制策略,可以基于温度和锅炉上水阻力的控制的设计,对进入旁路RB模式后的压力变化速度进行分段设置,例如在前30s为某一速度,在30s后设置为另一速度。
S104、将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。
本步骤,在将主汽压力控制策略发送给汽轮机主控单元之后,汽轮机主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度,以避免汽轮机调阀的快速开启造成的汽轮机瞬时大幅增加进汽量对机组的运行寿命造成影响。
可以理解的是,本发明实施例不对上述步骤S101和步骤S103的执行顺序进行限制,步骤S101和步骤S103可分别先后执行,也可以同时执行。
本发明实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法,通过根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。这样,针对旁路供热的事故工况,可以实现旁路关闭后,汽轮机机组自动、安全的降低负荷,确保汽轮机的安全运行。整个过程可通过DCS(分散控制系统)逻辑自动实现,减少运行人员的操作,实现较好的控制效果。
如图4所示,可选的,所述根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略包括:
S1031、根据所述汽轮机当前的主汽压力以及预设的第一压力变化速度,确定在第一预设时间范围内每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力;
本步骤,针对进入RB模式后的主汽压力控制策略,基于温度和锅炉上水阻力的控制的设计,对进入旁路RB模式后的压力变化速度进行了分段设置,例如在前30s设置为第一压力变化速度,在30s后设置为第二压力变化速度,直至汽轮机的主汽压力降至汽轮机的目标主汽压力;所述第一压力变化速度相对于所述第二压力变化速度较低,所述第一压力变化速度可以为0.5MPa/min,所述第二压力变化速度可以为1MPa/min-2MPa/min。
按照所述第一压力变化速度计算所述第一预设时间范围内每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力,例如在第一预设时间范围为30S,所述预设时长为1S时,则按照上述方法可分别计算得到进入RB模式后的第1S、第2S、第3S、……、第30S汽轮机的阶段性目标主汽压力,按照时间顺序,共得到30个阶段性目标主汽压力。
S1032、根据所述目标主汽压力以及第二压力变化速度,确定在所述第一预设时间范围之后每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力,直至所述阶段性目标主汽压力等于或小于所述汽轮机的目标主汽压力。
本步骤,与上述步骤S1031同理,按照所述第二压力变化速度计算所述第一预设时间范围之后每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力,直至所述阶段性目标主汽压力等于或小于所述汽轮机的目标主汽压力,则认为汽轮机在该最后一个阶段性目标主汽压力下可安全运行,此时不再进行计算,得到进入RB模式后每隔预设时长对汽轮机主汽压力的控制策略。
可选的,所述将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度包括:
按照时间顺序,每隔预设时长将当前时刻对应的所述阶段性目标主汽压力发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述阶段性目标主汽压力调节所述汽轮机调门的开启速度。
本实施例,汽轮机的主控单元每隔预设时长收到一个当前时刻所对应的阶段性目标主汽压力值,并按照接收到的所述当前时刻所对应的阶段性目标主汽压力值调节调门的开启速度。也就是说,对于汽轮机而言,所接收到的主汽压力控制策略,是一个个阶段性目标主汽压力,汽轮机每接收到一个阶段性目标主汽压力,按照当前接收到的阶段性目标主汽压力调节调门的开启速度,具体的调节方法可根据汽轮机主控单元自身的逻辑执行,本实施例对此不作限定。
如图5所示,可选的,在上述实施例中,所述方法还可以包括:
S105、根据汽轮机主控单元输出的控制指令,确定所述汽轮机主控单元控制汽轮机调门的开启速度是否大于预设的速度阈值;
本步骤,首先根据汽轮机主控单元输出的控制指令,确定所述汽轮机主控单元控制汽轮机调门的开启速度,再判断所述汽轮机主控单元控制汽轮机调门的开启速度是否大于预设的速度阈值。例如所述速度阈值为20%/min。
S106、若所述汽轮机主控单元控制汽轮机调阀的开启速度大于预设的速度阈值,则控制汽轮机调阀以所述预设的速度阈值开启。
本步骤,进入旁路RB模式后,汽轮机机组控制方式切换至汽轮机跟随方式(TF方式),由汽轮机调门对主汽压力进行控制。当旁路快关触发旁路RB模式后,旁路主汽流量会瞬间进入汽轮机进行消纳,主汽压力瞬间增高,汽轮机调阀快速开启,造成负荷及主汽压力瞬间增高,会对汽轮机轴向推力及锅炉上水均造成影响。因此需要对汽轮机阀位开启速度进行一定限制。图6给出了进入旁路RB模式后汽轮机阀位开启速度的控制策略。当进入旁路RB模式之后,汽轮机阀位限速度使能端为0,速度限制模块进行速度限制,阀位限速度设置为20%/min;当旁路RB模式退出,且速度限制功能模块的限速值与所述汽轮机主控单元控制汽轮机调阀的开启速度之间的偏差小于3%/min后,汽轮机阀位限速度使能端为1,速度限制模块取消速度限制。
如图7所示,可选的,所述根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量包括:
S1011、根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作;
本步骤,如图8所示,旁路供热状态触发后,当高旁入口流量高于一定值且旁路故障减负荷功能投入使用时,当高旁快关保护或低旁快关保护触发后,触发旁路RB动作;该处的定值可以根据机组的大小确定,一般取300t/h-500t/h。此处,旁路故障减负荷动作是一种用于标识状态的参量。
S1012、根据旁路故障减负荷动作状态、汽轮机蒸汽流量、高旁入口流量,触发旁路故障减负荷功能;
本步骤,如图9所示,在旁路故障减负荷动作处于触发状态,当机组主汽流量(汽轮机蒸汽流量与高旁蒸汽流量之和)高于额定主汽流量的60%时,触发旁路故障减负荷功能。若汽轮机蒸汽流量和高旁入口流量之和小于预设流量值(例如额定主汽流量的50%时),则复位旁路故障减负荷功能。旁路RB功能的复位通过主汽流量降低至50%以下自动复位或手动复位。
S1013、若旁路故障减负荷功能触发、故障减负荷功能投入、协调方式投入,则根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量。
本步骤,如图10所示,若旁路故障减负荷功能触发、故障减负荷功能投入、机组协调方式下,则确定进入旁路RB模式,在进入旁路RB模式之后,根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;且上述步骤S103也是在进入旁路RB模式之后执行的,进入旁路RB模式后,汽轮机机组控制方式由协调控制方式切换至汽轮机跟随方式(TF方式),由汽轮机调门对主汽压力进行控制。
可选的,在根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作之前,所述方法还包括:根据供热低旁入口闸阀状态、供热低旁调阀反馈状态、供热低旁出口闸阀状态,确定旁路供热状态。
本实施例,旁路投入供热后,需要定义旁路供热状态,来辅助设计后续旁路RB逻辑。旁路供热状态如图11所示。运行人员手动开启供热低旁前、后闸阀,并开启供热低旁调阀后,触发旁路供热状态。当低旁入口闸阀离开全开位置或供热低旁调阀阀位较低时,复位旁路供热状态。
本发明实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法,至少具有如下优点:
1、供热旁路保护快关后,通过设计旁路RB逻辑方案,可以自动降低锅炉煤量、给水流量、主汽压力,机组负荷自动降低,适应旁路快关对机组带来的扰动。保障机组的安全运行,同时减少运行人员的操作压力。
2、旁路RB动作后的主汽压力变化采用变压力速率控制,同时考虑了机组主汽温度和上水能力,实现了主汽压力的智能柔性控制。
3、旁路RB动作后,汽轮机调门快速开启,机组负荷和主汽压力瞬间增高。本发明实施例中通过设计汽轮机阀位的变化速率限制,有效保障了汽轮机的安全及锅炉的上水能力。
现有相关国标和行业标准中,仅针对传统的重要辅机跳闸进行了RB方法介绍。而火电机组基于深度调峰进行供热旁路改造后,旁路快关对系统产生较大的扰动,需要通过RB逻辑来进行控制,而目前暂时没有旁路RB相关的试验方法。
本发明实施例针对旁路RB的特点,还提供了一套完整的旁路RB的试验方法,可以指导同类型电厂开展旁路RB试验,验证旁路事故快关后机组能否保障稳定运行。
1、旁路RB试验区别于传统RB的特点
1)旁路快关触发RB与传统辅机RB的触发需要进行区别。传统辅机RB是双辅机运行工况下一台辅机跳闸触发RB,而旁路RB则是旁路快关对系统造成扰动需要触发RB。
2)当机组处于冬季供热工况时,通过汽轮机抽汽进入热网加热器进行换热,向城市热网提供热源。机组电负荷最多只能达到满负荷的70%-80%。供热旁路开启后,可以提高机组深度调峰能力,进一步降低机组电负荷。因此旁路RB试验不具备在电负荷90%以上工况开展的条件。
3)RB动作后,机组应切除协调控制模式,投入TF方式,由汽轮机完成主汽压力的控制。但针对旁路快关工况,旁路快关后蒸汽进入汽轮机,负荷和压力瞬时升高,汽轮机控制主汽压力导致调门快速开启。汽轮机瞬间大量进汽,对汽轮机叶片及轴瓦都造成考验。因此需要对汽轮机调门的开启速率进行一定限制,确保机组安全运行。
2、旁路RB试验方法
供热旁路RB试验包含RB功能静态模拟试验和RB动态试验两部分。
2.1RB功能静态模拟试验内容
a)旁路RB触发高旁保护关闭或低旁保护关闭时,RB应正确动作;
b)RB逻辑回路的相关控制参数已正确设定;
c)MCS与FSSS、SCS、DEH等系统信号交换正常,RB发生后,CCS能自动切换到预先设计的运行方式;
d)FSSS跳磨煤机(或给煤机)或给粉机(排粉机)的控制逻辑正确,满足DL/T655的要求
e)RB时,主汽压采用的定压/滑压方式符合设计要求;
f)RB的触发和复位条件正确。
2.2RB动态试验
a)试验条件
i.机组运行正常稳定、旁路系统无故障
ii.正确设定RB动作速率、目标值。
iii.机组CCS及子控制系统的调节品质良好,模拟量变负荷试验及定值扰动试验完成,满足DL/T 657的要求。
iv.机组保护系统已正常投入,锅炉不投油的最低稳燃负荷满足设计要求。
v.RB功能模拟试验已完成,其结果满足要求。
vi.机组能够投入CCS或TF方式运行。
vii.RB回路已经正常投入
b)试验内容(正式试验步骤)
i.对于旁路改造完成后首次开展旁路RB试验时,宜先进行旁路较低流量工况下的预备性试验,检验汽轮机阀门的开启对汽轮机参数的影响,以降低风险;
ii.旁路RB开展之前,机组应投入旁路供热,旁路流量满足旁路RB触发条件,汽轮机抽汽和旁路供热满足热网供热需求。应在50%额定负荷以上进行RB正式试验,以验证机组在CCS方式时RB工况控制能力;
iii.高旁和低旁系统设计有联锁跳闸逻辑的,可以任选高旁或低旁进行保护动作开展RB试验;
iv.旁路RB试验期间除记录常规RB的运行参数(主要包括机组负荷、目标负荷、主蒸汽压力、主蒸汽压力设定值、汽轮机调门指令、总燃料量、总风量、总给水量、主蒸汽流量、汽包水位(汽包炉)、中间点温度(直流炉)、炉膛压力、一次风压、氧量、过热汽温度、再热汽温度、除氧器水位等)外,还应记录主要应汽轮机及旁路主要参数(包括高压缸压比、中压缸压比、高中压缸流量比、高排温度、一二抽差压、四五抽差压、汽轮机轴位移、汽轮机瓦温、高旁后温度、低旁后温度等);
3、旁路RB的验收标准
a)旁路RB验收应满足以下条件,即认为该项RB试验合格。
b)RB动作过程全部自动完成;
c)机组参数波动范围不危机机组安全;
d)未提前采取非正常措施。
本方案中补充的供热旁路RB试验的相关内容,综合考虑了旁路RB的试验特点和对机组安全性的影响,可以为同类型机组的旁路RB试验提供参考。
图12是本发明一实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷装置的结构示意图,如图12所示,本发明实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷装置包括:
第一确定模块21,用于根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;
第一发送模块22,用于将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;
第二确定模块23,用于根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;
第二发送模块24,用于将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。
本发明实施例提供的基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷装置,通过根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。这样,针对旁路供热的事故工况,可以实现旁路关闭后,汽轮机机组自动、安全的降低负荷,确保汽轮机的安全运行。整个过程可通过DCS(分散控制系统)逻辑自动实现,减少运行人员的操作,实现较好的控制效果。
可选的,所述第二确定模块具体用于:
根据所述汽轮机当前的主汽压力以及预设的第一压力变化速度,确定在第一预设时间范围内每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力;
根据所述目标主汽压力以及第二压力变化速度,确定在所述第一预设时间范围之后每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力,直至所述阶段性目标主汽压力等于或小于所述汽轮机的目标主汽压力。
可选的,所述第二发送模块具体用于:
按照时间顺序,每隔预设时长将当前时刻对应的所述阶段性目标主汽压力发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述阶段性目标主汽压力调节所述汽轮机调门的开启速度。
可选的,所述装置还包括:
第三确定模块,用于根据汽轮机主控单元输出的控制指令,确定所述汽轮机主控单元控制汽轮机调门的开启速度是否大于预设的速度阈值;
控制模块,用于若所述汽轮机主控单元控制汽轮机调阀的开启速度大于预设的速度阈值,则控制汽轮机调阀以所述预设的速度阈值开启。
可选的,所述第一确定模块具体用于:
根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作;
根据旁路故障减负荷动作状态、汽轮机蒸汽流量、高旁入口流量,触发旁路故障减负荷功能;
若旁路故障减负荷功能触发、故障减负荷功能投入、协调方式投入,则根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量。
可选的,所述装置还包括:
第四确定模块,用于根据供热低旁入口闸阀状态、供热低旁调阀反馈状态、供热低旁出口闸阀状态,确定旁路供热状态。
可选的,所述装置还包括:
复位模块,用于若汽轮机蒸汽流量和高旁入口流量之和小于预设流量值,则复位旁路故障减负荷功能。
本发明实施例提供的装置的实施例具体可以用于执行上述方法实施例的处理流程,其功能在此不再赘述,可以参照上述方法实施例的详细描述。
图13为本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图,如图13所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)302、存储器(memory)303和通信总线304,其中,处理器301,通信接口302,存储器303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令,以执行上述任一实施例所述的方法,例如包括:根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。
此外,上述的存储器303中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例公开一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法。
本实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机程序,所述计算机程序使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷方法,其特征在于,包括:
根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;
将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;
根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;
将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略包括:
根据所述汽轮机当前的主汽压力以及预设的第一压力变化速度,确定在第一预设时间范围内每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力;
根据所述目标主汽压力以及第二压力变化速度,确定在所述第一预设时间范围之后每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力,直至所述阶段性目标主汽压力等于或小于所述汽轮机的目标主汽压力。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度包括:
按照时间顺序,每隔预设时长将当前时刻对应的所述阶段性目标主汽压力发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述阶段性目标主汽压力调节所述汽轮机调门的开启速度。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据汽轮机主控单元输出的控制指令,确定所述汽轮机主控单元控制汽轮机调门的开启速度是否大于预设的速度阈值;
若所述汽轮机主控单元控制汽轮机调阀的开启速度大于预设的速度阈值,则控制汽轮机调阀以所述预设的速度阈值开启。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,所述根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量包括:
根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作;
根据旁路故障减负荷动作状态、汽轮机蒸汽流量、高旁入口流量,触发旁路故障减负荷功能;
若旁路故障减负荷功能触发、故障减负荷功能投入、协调方式投入,则根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作之前,所述方法还包括:
根据供热低旁入口闸阀状态、供热低旁调阀反馈状态、供热低旁出口闸阀状态,确定旁路供热状态。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若汽轮机蒸汽流量和高旁入口流量之和小于预设流量值,则复位旁路故障减负荷功能。
8.一种基于深度调峰工况的供热旁路故障减负荷装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量;
第一发送模块,用于将所述目标煤量发送给锅炉主控单元,以使所述锅炉主控单元根据所述目标煤量进行煤量控制;
第二确定模块,用于根据所述汽轮机当前的主汽压力以及目标主汽压力,确定主汽压力控制策略;
第二发送模块,用于将所述主汽压力控制策略发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述主汽压力控制策略调节所述汽轮机调门的开启速度。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第二确定模块具体用于:
根据所述汽轮机当前的主汽压力以及预设的第一压力变化速度,确定在第一预设时间范围内每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力;
根据所述目标主汽压力以及第二压力变化速度,确定在所述第一预设时间范围之后每隔预设时长所述汽轮机的阶段性目标主汽压力,直至所述阶段性目标主汽压力等于或小于所述汽轮机的目标主汽压力。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第二发送模块具体用于:
按照时间顺序,每隔预设时长将当前时刻对应的所述阶段性目标主汽压力发送给所述汽轮机的主控单元,以使所述汽轮机的主控单元根据所述阶段性目标主汽压力调节所述汽轮机调门的开启速度。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第三确定模块,用于根据汽轮机主控单元输出的控制指令,确定所述汽轮机主控单元控制汽轮机调门的开启速度是否大于预设的速度阈值;
控制模块,用于若所述汽轮机主控单元控制汽轮机调阀的开启速度大于预设的速度阈值,则控制汽轮机调阀以所述预设的速度阈值开启。
12.根据权利要求8至11任一项所述的装置,其特征在于,所述第一确定模块具体用于:
根据汽轮机旁路供热状态、高旁入口流量、高旁快关保护状态、低旁快关保护状态、旁路故障减负荷功能的投入状态,触发旁路故障减负荷动作;
根据旁路故障减负荷动作状态、汽轮机蒸汽流量、高旁入口流量,触发旁路故障减负荷功能;
若旁路故障减负荷功能触发、故障减负荷功能投入、协调方式投入,则根据当前总煤量、汽轮机当前的主汽流量以及目标主汽流量,确定目标煤量。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第四确定模块,用于根据供热低旁入口闸阀状态、供热低旁调阀反馈状态、供热低旁出口闸阀状态,确定旁路供热状态。
14.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
复位模块,用于若汽轮机蒸汽流量和高旁入口流量之和小于预设流量值,则复位旁路故障减负荷功能。
15.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
16.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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