CN115013344B - 一种火力发电机组送风机自动并列方法及装置 - Google Patents

一种火力发电机组送风机自动并列方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火力发电机组送风机自动并列方法，对送风机进行并列条件参数采集并判定，满足进入下一步。对并列送风机进行前置判定；若均满足则发出并列送风机入口调节动叶指令，启动自动并列。对送风机的系统参数进行检测并采取相对应措施；直至并列送风机与待并列送风机的电流偏差小于5A，退出自动并列模式，完成自动并列。本发明实现了送风机的自动并列，改变了以往只能通过人工操作进行送风机并列，解放劳动力，更为即时且能降低因人工判断错误而产生故障的概率。采集多种数据和信号同时作为判据进行风机并列，采用运算控制器和原DCS控制系统控制相结合的控制结构，加快了系统的反应速度，并降低了故障出现的概率。

Description

一种火力发电机组送风机自动并列方法及装置
技术领域
本发明属于火力发电领域，尤其涉及一种火力发电机组送风机自动并列方法及装置。
背景技术
火力发电机组是以煤炭、油类或可燃气体等为燃料，加热锅炉内的水，使之增温，再用有一定压力的蒸气推动气轮方式发电的机组。而其需要送风机将燃料燃烧所需空气送进锅炉。火力发电机组多用离心式风机和轴流式风机。在平衡通风时，送风机要克服自风道入口到炉膛的全部阻力，其中包括空气预热器、送风管道、炉排和燃料层的阻力。在正压通风时，送风机要克服自风道入口到烟囱出口的全部烟、风道阻力，包括空气预热器、送风管道、炉排、燃料层、直至烟囱出口的全部烟道阻力。
随着火力发电机组“碳中和”、“碳达峰”的超低排放政策的实施，现行新建、改造火力发电机组容量逐步增大，锅炉烟道设备增多，沿程阻力增大，送风机电容量也逐渐增大。作为重要转动机械设备，送风机在运行期间不可避免的会发生如单侧送风机跳闸、风机失速等易引起两台送风机出力不匹配的事故工况出现，单侧送风机跳闸后发电机组出力只能达到50％额定负荷，为了响应电网负荷指令、保证电网稳定，需要快速将跳闸送风机启动、重新并列。
目前，火力发电厂送风机并列主要是靠人工操作，鉴于运行人员水平不一，且大容量送风机在风机并列过程中，更易引起炉膛风量和炉膛压力波动、风机喘振、失速等异常发生，严重时甚至造成锅炉灭火、风机设备损坏等事故。因此如何实现送风机自动并列并消除上述并列过程中产生的各种风险，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。
发明内容
本发明的技术目的是提供一种火力发电机组送风机自动并列方法及装置，以实现送风机自动并列的技术效果。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种火力发电机组送风机自动并列方法，包括如下步骤：
对并列送风机和待并列送风机进行并列条件参数采集并判定，若并列条件参数判定正常则启动自动并列模式，否则进行检查处理直至正常；
在自动并列模式下，对并列/待并列送风机进行前置判定；若均满足则发出并列送风机入口调节动叶指令，启动自动并列，使得并列送机的转速以0.8％/S的速率增长，否则中断并检查；
对并列送风机的系统参数进行检测；若超出阈值则停止增长并列送风机入口调节动叶指令；若并列送风机和待并列送风机的电流发生上下波动，则减小并列送风机入口调节动叶指令，待稳定后再增大并列送风机入口调节动叶指令；
直至并列送风机与待并列送风机的电流偏差小于5V，退出自动并列模式，完成自动并列。
具体地，进行并列条件参数采集并判定具体包括如下步骤
分别采集并列送风机和待并列送风机的工作电流并计算得到工作电流差值，将工作电流差值与预设阈值比较，若大于预设阈值判定正常，否则重新采集、计算并判断；
采集炉膛内的压力并判断是否在安全范围内，若在安全范围内判定正常，否则重新采集并判断；
采集并列送风机的电气报警、温度和振动，若未发出电气报警信号以及温度和振动均低于预设的安全值则判定正常，否则重新采集并判断；
采集所述并列送风机的出口电动门及入口调节动叶阀位信号，检测出口电动门是否关到位、入口调节动叶阀位是否小于预设值、入口调节动叶指令是否为0，若满足则判定正常，否则重新采集并判断。
其中，预设阈值为30A，安全范围为-500Pa至500Pa，温度的安全值为85℃，振动的安全值为10mm/s，入口调节动叶阀位的预设值为3％。
具体地，对并列送风机进行前置判定具体包括如下步骤
采集并列送风机的启动状态信号，若正常进入下一步，否则中断；
检测并列送风机的出口门是否打开，若打开则进入下一步，否则中断；
检测并列送风机的工作电流并判断是否稳定，直至稳定后进入下一步。
其中对系统参数阈值判断为，若炉膛压力大于500Pa、总风量大于1000t/h、出口母管压力大于4kPa，则停止增长并列送风机入口调节动叶指令。
进一步优选地，还包括自检判断，具体为
在自动并列过程中，若并列送风机、待并列送风机的工作电流发生上下波动，则快速减小并列送风机入口调节动叶指令以防止抢风，并发出“抢风”报警；
当自动并列60S后，若并列送风机的出口压力小于根据当前总风量计算出的压力目标值，则停止增长并列送风机入口调节动叶指令，并发出“喘振”报警；
当自动并列60S后，若并列送风机与待并列送风机的电流偏差和电流平均值的偏差大于0.1时，发出“失速”报警。
一种火力发电机组送风机自动并列装置，应用如上述任意一项的火力发电机组送风机自动并列方法，包括通讯数据采集/发送模块、运算控制器和原DCS控制系统；
通讯数据采集/发送模块用于采集炉膛压力、总风量、送风机出口母管压力、并列/待并列送风机出口压力、并列/待并列送风机启动状态、并列/待并列电气/温度/振动信号、并列/待并列出口电动门阀位状态、并列/待并列送风机电流、并列/待并列入口调节动叶位置、并列/待并列送风机电流；并发送并列/待并列送风机启动指令、并列/待并列入口调节动叶阀位指令；
运算控制器用于将通讯数据采集/发送模块采集到的数据进行判断，并将执行程序通过通讯数据采集/发送模块发送指令至原DCS控制系统；
原DCS控制系统控制用于对并列/待并列送风机进行控制，以进入自动并列模式。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明实现了送风机的自动并列，改变了以往只能通过人工操作进行送风机并列，解放劳动力，更为即时且能降低因人工判断错误而产生故障的概率。
本发明将采集多种数据和信号同时作为判据进行风机并列，减少了并列前的准备工作，同时加快了送风机并列的速度，并降低了故障的出现率。
采用了运算控制器和原DCS控制系统控制相结合的控制结构，进一步加快了系统的反应速度，并降低了故障出现的概率。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明提供的一种火力发电机组送风机自动并列方法的流程图；
图2为本发明提供的一种火力发电机组送风机自动并列装置的结构图。
具体实施方式
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种火力发电机组送风机自动并列方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
参看图1，本实施例提供一种火力发电机组送风机自动并列方法，包括如下步骤：
首先，对并列送风机和待并列送风机进行并列条件参数进行自动采集并判定，若并列条件参数判定正常则启动自动并列模式，否则发出报警，提醒运行人员对整个送风机的系统进行检查并处理，具体自检内容如下：
分别采集并列送风机和待并列送风机的工作电流并计算两者之间的差值，得到工作电流差值，将工作电流差值与预设阈值比较，若大于预设阈值30A判定正常，则满足启动送风机并列程序中电流一项，否则持续比较工作电流差值与风机并列启动电流差值。
采集炉膛内的压力并判断是否在安全范围内，安全范围为-500Pa至500Pa，则满足启动送风机并列程序中炉膛压力一项，否则持续检测炉膛压力直至炉膛压力稳定在安全范围内。
采集并列送风机的电气报警、温度和振动等本体信号，检测并列送风机是否发出电气故障信号，温度是否低于85℃、振动是否小于10mm/s，若在安全范围内且无电气故障信号，则满足启动送风机并列程序中本体信号一项，否则持续检测直至信号稳定在安全范围内。
采集并列送风机的出口电动门及入口调节动叶阀位信号，检测风机出口电动门是否关到位、入口调节动叶阀位是否小于3％，入口调节动叶指令为0％，保证风机启动时启动电流正常及风机未在倒转状态，满足否则启动风机并列程序中阀门状态正常一项，否则持续检测直至阀门状态满足。
当并列条件参数检测成功后，满足送风机自动并列系统启动条件，发出“启动满足”提醒，可由运行人员点击“启动”按钮，送风机自动并列系统将自动执行以下步骤完成送风机并列操作：
还需进行进行前置判定，首先发出并列/待并列送风机启动指令，检测送风机的启动状态信号是否正常，若正常则进行下一步，否则发出停止指令，中止自动并列。检测送风机的出口门是否打开，若打开则进行下一步，否则发出停止指令，中止自动并列。检测送风机的工作电流并判断是否稳定，直至稳定后进入下一步。将并列送风机入口调节动叶指令切换为自动并列模式，并以0.8％/S的速率增长。
接着，对整体参数进行检测，在此过程中原DCS控制系统仍投入自动，保持炉膛压力、总风量、送风机出口母管压力稳定，若炉膛压力大于500Pa、总风量大于1000t/h、送风机出口母管压力大于4kPa，则并列送风机入口调节动叶指令停止增长(闭锁增)。在此过程中，若并列送风机、待并列送风机电流发生上下波动，则快速减小并列送风机入口调节动叶指令，待电流平稳后再次启动进行并列，即对并列送风机入口调节动叶指令以0.8％/S的速率增长。
当待并列送风机电流与并列送风机电流小于5A时，并列送风机入口调节动叶指令保持不变，切换到原DCS控制系统控制，送风机并列程序结束，完成自动并列。
较优地，在自动并列过程中还包括自检判断，具体为
若并列送风机、待并列送风机电流发生上下波动，则快速减小并列送风机入口调节动叶指令以防止两台风机抢风，并发出“抢风”报警。
当开始并列60S后，若并列送风机出口压力小于根据当前总风量计算出的压力目标值，则令并列送风机入口调节动叶指令停止增长(闭锁增)，并发出“喘振”报警。
当开始并列60S后，若并列送风机电流和待并列送风机电流偏差与并列送风机电流与待并列送风机电流平均值偏差大于0.1时，发出“失速”报警。
实施例2
参看图2，本实施例提供一种火力发电机组送风机自动并列装置，应用如实施例1所述的火力发电机组送风机自动并列方法，包括通讯数据采集/发送模块、运算控制器和原DCS控制系统；
通讯数据采集/发送模块用于采集炉膛压力、总风量、送风机出口母管压力、并列/待并列送风机出口压力、并列/待并列送风机启动状态、并列/待并列电气/温度/振动信号、并列/待并列出口电动门阀位状态、并列/待并列送风机电流、并列/待并列入口调节动叶位置、并列/待并列送风机电流；并发送并列/待并列送风机启动指令、并列/待并列入口调节动叶阀位指令。
运算控制器用于将通讯数据采集/发送模块采集到的数据进行判断，并将执行程序通过通讯数据采集/发送模块发送指令至原DCS控制系统。
原DCS控制系统控制用于对并列/待并列送风机进行控制，以进入自动并列模式。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种火力发电机组送风机自动并列方法，其特征在于，包括如下步骤：
对并列送风机和待并列送风机进行并列条件参数采集并判定，若所述并列条件参数判定正常则启动自动并列模式，否则进行检查处理直至正常；
在所述自动并列模式下，对所述并列/待并列送风机进行前置判定；若均满足则发出并列送风机入口调节动叶指令，启动自动并列，使得所述并列送机的转速以0.8％/S的速率增长，否则中断并检查；
对所述并列送风机的系统参数进行检测；若超出阈值则停止增长所述并列送风机入口调节动叶指令；若所述并列送风机和所述待并列送风机的电流发生上下波动，则减小所述并列送风机入口调节动叶指令，待稳定后再增大所述并列送风机入口调节动叶指令；
直至所述并列送风机与所述待并列送风机的电流偏差小于5V，退出所述自动并列模式，完成自动并列；
其中，所述进行并列条件参数采集并判定具体包括如下步骤
分别采集所述并列送风机和所述待并列送风机的工作电流并计算得到工作电流差值，将所述工作电流差值与预设阈值比较，大于所述预设阈值判定正常，否则重新采集、计算并判断；
采集炉膛内的压力并判断是否在安全范围内，若在所述安全范围内判定正常，否则重新采集并判断；
采集所述并列送风机的电气报警、温度和振动，若未发出电气报警信号以及温度和振动均低于预设的安全值则判定正常，否则重新采集并判断；
采集所述并列送风机的出口电动门及入口调节动叶阀位信号，检测出口电动门是否关到位、入口调节动叶阀位是否小于预设值、入口调节动叶指令是否为0，若满足则判定正常，否则重新采集并判断。
2.根据权利要求1所述的火力发电机组送风机自动并列方法，其特征在于，所述预设阈值为30A，所述安全范围为-500Pa至500Pa，温度的所述安全值为85℃，振动的所述安全值为10mm/s，入口调节动叶阀位的预设值为3％。
3.根据权利要求1所述的火力发电机组送风机自动并列方法，其特征在于，对所述并列送风机进行前置判定具体包括如下步骤
采集所述并列送风机的启动状态信号，若正常进入下一步，否则中断；
检测所述并列送风机的出口门是否打开，若打开则进入下一步，否则中断；
检测所述并列送风机的工作电流并判断是否稳定，直至稳定后进入下一步。
4.根据权利要求1所述的火力发电机组送风机自动并列方法，其特征在于，所述系统参数的阈值判断为，若炉膛压力大于500Pa、总风量大于1000t/h、出口母管压力大于4kPa，则停止增长所述并列送风机入口调节动叶指令。
5.根据权利要求1所述的火力发电机组送风机自动并列方法，其特征在于，在所述自动并列模式下，还包括自检判断，具体为
在自动并列过程中，若所述并列送风机、所述待并列送风机的工作电流发生上下波动，则快速减小所述并列送风机入口调节动叶指令以防止抢风，并发出“抢风”报警；
当自动并列60S后，若所述并列送风机的出口压力小于根据当前总风量计算出的压力目标值，则停止增长所述并列送风机入口调节动叶指令，并发出“喘振”报警；
当自动并列60S后，若所述并列送风机与所述待并列送风机的电流偏差和电流平均值的偏差大于0.1时，发出“失速”报警。
6.一种火力发电机组送风机自动并列装置，应用如权利要求1至5任意一项所述的火力发电机组送风机自动并列方法，其特征在于，包括通讯数据采集/发送模块、运算控制器和原DCS控制系统；
所述通讯数据采集/发送模块用于采集炉膛压力、总风量、送风机出口母管压力、并列/待并列送风机出口压力、并列/待并列送风机启动状态、并列/待并列电气/温度/振动信号、并列/待并列出口电动门阀位状态、并列/待并列送风机电流、并列/待并列入口调节动叶位置；并发送并列/待并列送风机启动指令、并列/待并列入口调节动叶阀位指令；
所述运算控制器用于将所述通讯数据采集/发送模块采集到的数据进行判断，并将执行程序通过所述通讯数据采集/发送模块发送指令至所述原DCS控制系统；
所述原DCS控制系统控制用于对并列/待并列送风机进行控制，以进入自动并列模式。
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