CN115218177A - 面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火电机组给水系统控制技术领域，尤其涉及一种面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法。S1.判断任一汽泵是否运行，若是，进行步骤S2，若否，则在步骤S1等待；S2.锅炉上水；S3.锅炉冷态冲洗；S4.调用面向自治对象的给水控制系统。与现有的技术相比，本面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法的优点在于：设计合理，能够降低操作难度。

Description

面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法

技术领域

本发明涉及火电机组给水系统控制技术领域，尤其涉及一种面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法。

背景技术

给水系统控制是超超临界机组的核心控制之一，其各个阶段的控制性能直接影响机组运行的经济性与安全性。目前机组干态方式下给水自动控制已比较成熟，而机组湿态方式下给水系统自动控制的效果相对而言并不理想，特别是大型超超临界机组为了减少启动过程中的热量损失，提高水冷壁工质循环，通常配置一台炉水循环泵(炉循泵)，造成启动系统操作设备较多，运行工况更加复杂。另外，随着特高压主干网架和新能源的规模化并网，火力发电机组参与深度调峰时长与频次越来越高，成为机组运行常态，进而导致机组在运行阶段进入湿态运行方式的次数也逐渐增加。

目前国内配置炉循泵的大型机组湿态运行下给水系统控制大多采用运行人员手动操作的控制策略，在启机以及湿态运行过程中，控制层面上需要对给水旁路调阀、汽泵转速指令以及炉循泵出口调阀等实时进行操作，监视层面上监测的参数也较多，给水流量波动情况、分离器液位稳定性、炉循泵出口流量和给水压力等参数都要耗费精力实时监视，导致整个湿态运行过程包含大量操作，大大加重了运行人员的操作负担。另外，电厂运行人员操作水平良莠不齐，经常出现给水流量和分离器液位波动大现象，具有一定危险性。

作为火力发电机组智能化发展的重要方向，机组自启停控制系统(automaticpower plant start-up and shut-down system，APS)经过多年的发展与实践，其设计理念及操作模式逐渐被发电行业认可，并逐步应用在大型电厂的控制系统中，而给水系统作为一个功能相对独立的系统，越来越多的学者对给水系统APS功能进行了设计，完成给水系统的全程控制。但传统的给水系统APS技术主要是面向过程的顺序程序设计模式，路线设计单一固定，变工况无法自治，一旦针对机组特点固化下来，可以起到减轻运行人员操作负担的作用，但由于在启停过程中容错与操作自由度方面考虑不多，启停次数较少磨合不够充分，运行人员对顺控操作的接受度不高，导致实用率较低、认可度不高。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，能够降低操作难度的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.判断任一汽泵是否运行，若是，进行步骤S2，若否，则在步骤S1等待；

S2.锅炉上水；

S3.锅炉冷态冲洗；

S4.调用面向自治对象的给水控制系统。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，给水控制系统包括炉循泵出口调节阀系统、给水旁路调节阀系统、汽动给水泵转速控制系统和湿态转干态控制系统，所述的炉循泵出口调节阀系统、给水旁路调节阀系统、汽动给水泵转速控制系统和湿态转干态控制系统互相独立且调用时各个自治对象并列同步运行。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，所述的炉循泵出口调节阀系统调用过程如下：

实时检测炉循泵出口调节阀是否在自动；

若是，则炉循泵出口调节阀自动进入控分离器液位模式；

若否，则继续检测。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，所述的炉循泵出口调节阀的控分离器液位模式为：

当炉循泵出口调节阀控制在自动时，闭环自动控制分离器液位，液位设定值根据水质状态灵活改变，判断水质是否合格；

若是，则自动将液位设定值设定为正常液位值，使得高水位控制阀处于关闭状态；

若否，则自动将液位设定值设定为高液位值，使得疏水扩容器上的高水位控制阀处于30％-50％开度；

另外，液位设定值也可由运行人员根据机组状态手动设定。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，所述的给水旁路调节阀系统调用过程如下：

实时检测给水旁路调节阀是否在自动；

若是，则给水旁路调节阀自动进入控给水流量模式和跟随燃料模式；

若否，则继续检测。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，所述的给水旁路调节阀的给水流量模式为：

当机组总燃料量小于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度小于75％，省煤器入口给水电动阀全关，同时给水旁路调节阀控制在自动时，给水旁路调节阀闭环自动控制给水流量，湿态运行下，给水旁路调节阀的给水流量为机组燃料量对应的给水流量预设值；

所述的给水旁路调节阀的跟随燃料模式为：

当机组总燃料量大于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度大于70％，同时给水旁路调节阀控制在自动时，给水旁路调节阀跟随燃料开环控制，给水旁路调节阀的开度为机组燃料量对应的旁路阀开度预设值。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，汽动给水泵转速控制系统，调用过程如下：

实时检测汽动给水泵转速控制是否在自动；

若是，则汽动给水泵转速自动进入控给水流量模式和跟随燃料模式；

若否，则继续检测。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，所述的汽动给水泵转速控制跟随燃料模式为：当机组总燃料量小于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度小于75％，省煤器入口给水电动阀全关，给水旁路调节阀控制在自动，同时汽动给水泵转速控制在自动时，汽动给水泵转速控制跟随燃料开环控制，汽动给水泵的转速为机组燃料量对应的汽动给水泵转速预设值；

所述的汽动给水泵转速控制控给水流量模式为：当机组总燃料量大于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度大于70％，同时汽动给水泵转速控制在自动时，汽动给水泵转速控制闭环自动控制给水流量，湿态运行下，汽动给水泵的给水流量为机组燃料量对应的给水流量预设值。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，所述的湿态转干态控制系统，调用过程如下：

实时检测机组给水旁路切主路条件是否满足；

若是，则自动完成给水旁路切主路运行，湿态转干态条件满足后，投入湿态转干态一键自动控制开始按钮自动完成湿态转干态运行；

若否，则继续检测。

在上述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法中，所述的给水旁路切主路运行具体方法为：

当给水旁路调节阀开度大于95％，给水差压小于1.5MPa左右，同时省煤器入口电动阀全关时，投入给水旁路切主路一键自动控制开始按钮，打开省煤器入口电动阀，5s后中停省煤器入口电动阀，30s后持续打开省煤器入口电动阀至全开状态；

所述的湿态转干态运行具体方法为：当机组负荷处于20％-25％Pe(额定负荷)，机组处于湿态TF模式，机组处于定压运行模式，同时省煤器入口电动阀全开时，投入湿态转干态一键自动控制开始按钮，首先以一定速率减水至30％-35％额定流量，然后保持给水流量不变以一定速率增加锅炉主控加煤至机组干态运行，最后增加锅炉主控40MW幅度升负荷。

与现有的技术相比，本面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法的优点在于：1、设计合理，能够降低操作难度。2、可以柔性的对机组湿态运行下给水进行全程自动控制，通过一键操作的形式完成机组运行方式的变换，根据机组湿态给水系统的特性，形成4个相对独立的自治对象系统，各个系统并列同步运行，变工况自适应切换，控制模式自治规划，人机协作性强，启动过程中任何位置任何时间都可中断，任何中断处都可继续操作，能够进一步提高机组自动化运行水平，减轻运行人员的工作强度，大大提高机组湿态运行过程中的安全性。

附图说明

图1是本发明提供的流程图。

图2是本发明提供的操作界面示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，包括如下步骤：

S1.判断任一汽泵是否运行，若是，进行步骤S2，若否，则在步骤S1等待。

S2.锅炉上水。

S3.锅炉冷态冲洗。

S4.调用面向自治对象的给水控制系统。

给水控制系统包括炉循泵出口调节阀系统、给水旁路调节阀系统、汽动给水泵转速控制系统和湿态转干态控制系统，所述的炉循泵出口调节阀系统、给水旁路调节阀系统、汽动给水泵转速控制系统和湿态转干态控制系统互相独立且调用时各个自治对象并列同步运行。

4.1自治对象1为炉循泵出口调节阀系统，调用过程如下：

实时检测炉循泵出口调节阀是否在自动，若是，则炉循泵出口调节阀自动进入控分离器液位模式，若否，则继续检测。

炉循泵出口调节阀控分离器液位模式为：当炉循泵出口调节阀控制在自动时，闭环自动控制分离器液位，液位设定值根据水质状态灵活改变，判断水质是否合格，若是，则自动将液位设定值设定为正常液位值，使得高水位控制阀处于关闭状态，若否，则自动将液位设定值设定为高液位值，使得疏水扩容器上的高水位控制阀处于30％-50％开度，另外，液位设定值也可由运行人员根据机组状态手动设定。

判断水质是否合格时，人工通过化学法检测水质情况，最后由操作人员手动点击相关按钮。

4.2自治对象2为给水旁路调节阀系统，调用过程如下：

实时检测给水旁路调节阀是否在自动，若是，则给水旁路调节阀自动进入控给水流量模式和跟随燃料模式，若否，则继续检测。

给水旁路调节阀控给水流量模式为：当机组总燃料量小于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度小于75％，省煤器入口给水电动阀全关，同时给水旁路调节阀控制在自动时，给水旁路调节阀闭环自动控制给水流量，湿态运行下，给水旁路调节阀的给水流量为机组燃料量对应的调节阀给水流量预设值,以1000MW机组为例，目标值生成规则如表1所示：

表1湿态运行时调节阀给水流量与燃料关系

给水旁路调节阀跟随燃料模式为：当机组总燃料量大于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度大于70％，同时给水旁路调节阀控制在自动时，给水旁路调节阀跟随燃料开环控制，给水旁路调节阀的开度为机组燃料量对应的旁路阀开度预设值,以1000MW机组为例，目标值生成规则如表2所示。

表2湿态运行时给水旁路调节阀与燃料关系

4.3自治对象3为汽动给水泵转速控制系统，调用过程如下：

实时检测汽动给水泵转速控制是否在自动，若是，则汽动给水泵转速自动进入控给水流量模式和跟随燃料模式，若否，则继续检测。

汽动给水泵转速控制跟随燃料模式为：当机组总燃料量小于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度小于75％，省煤器入口给水电动阀全关，给水旁路调节阀控制在自动，同时汽动给水泵转速控制在自动时，汽动给水泵转速控制跟随燃料开环控制，汽动给水泵的转速为机组燃料量对应的汽动给水泵转速预设值，以1000MW机组为例，目标值生成规则如表3所示。

表3湿态运行时汽动给水泵转速与燃料关系

汽动给水泵转速控制控给水流量模式为：当机组总燃料量大于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度大于70％，同时汽动给水泵转速控制在自动时，汽动给水泵转速控制闭环自动控制给水流量，湿态运行下，汽动给水泵的给水流量为机组燃料量对应的水泵给水流量预设值，以1000MW机组为例，目标值生成规则如表4所示。

表4湿态运行时汽动给水泵给水流量与燃料关系

4.4自治对象4为湿态转干态控制系统，调用过程如下：

实时检测机组给水旁路切主路条件是否满足，若是，则自动完成给水旁路切主路运行，湿态转干态条件满足后，投入湿态转干态一键自动控制开始按钮自动完成湿态转干态运行，若否，则继续检测。

机组给水旁路切主路条件是当机组负荷在200MW～250MW。

湿态转干态条件是机组负荷在230MW～250MW。

给水旁路切主路运行具体方法为：当给水旁路调节阀开度大于95％，给水差压小于1.5MPa左右，同时省煤器入口电动阀全关时，投入给水旁路切主路一键自动控制开始按钮，自治对象4程序打开省煤器入口电动阀，5s后中停省煤器入口电动阀，30s后持续打开省煤器入口电动阀至全开状态。

湿态转干态运行具体方法为：当机组负荷处于20％-25％Pe(额定负荷)，机组处于湿态TF模式，机组处于定压运行模式，同时省煤器入口电动阀全开时，投入湿态转干态一键自动控制开始按钮，自治对象4程序首先以一定速率减水至30％-35％额定流量，然后保持给水流量不变以一定速率增加锅炉主控加煤至机组干态运行，最后增加锅炉主控40MW幅度升负荷。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.判断任一汽泵是否运行，若是，进行步骤S2，若否，则在步骤S1等待；

S2.锅炉上水；

S3.锅炉冷态冲洗；

S4.调用面向自治对象的给水控制系统。

2.根据权利要求1所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，步骤S4中，给水控制系统包括炉循泵出口调节阀系统、给水旁路调节阀系统、汽动给水泵转速控制系统和湿态转干态控制系统，所述的炉循泵出口调节阀系统、给水旁路调节阀系统、汽动给水泵转速控制系统和湿态转干态控制系统互相独立且调用时各个自治对象并列同步运行。

3.根据权利要求2所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，所述的炉循泵出口调节阀系统调用过程如下：

实时检测炉循泵出口调节阀是否在自动；

若是，则炉循泵出口调节阀自动进入控分离器液位模式；

若否，则继续检测。

4.根据权利要求3所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，所述的炉循泵出口调节阀的控分离器液位模式为：

当炉循泵出口调节阀控制在自动时，闭环自动控制分离器液位，液位设定值根据水质状态灵活改变，判断水质是否合格；

若是，则自动将液位设定值设定为正常液位值，使得高水位控制阀处于关闭状态；

若否，则自动将液位设定值设定为高液位值，使得疏水扩容器上的高水位控制阀处于30％-50％开度；

另外，液位设定值也可由运行人员根据机组状态手动设定。

5.根据权利要求2所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，所述的给水旁路调节阀系统调用过程如下：

实时检测给水旁路调节阀是否在自动；

若是，则给水旁路调节阀自动进入控给水流量模式和跟随燃料模式；

若否，则继续检测。

6.根据权利要求5所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，所述的给水旁路调节阀的给水流量模式为：

当机组总燃料量小于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度小于75％，省煤器入口给水电动阀全关，同时给水旁路调节阀控制在自动时，给水旁路调节阀闭环自动控制给水流量，湿态运行下，给水旁路调节阀的给水流量为机组燃料量对应的给水流量预设值；

所述的给水旁路调节阀的跟随燃料模式为：

当机组总燃料量大于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度大于70％，同时给水旁路调节阀控制在自动时，给水旁路调节阀跟随燃料开环控制，给水旁路调节阀的开度为机组燃料量对应的旁路阀开度预设值。

7.根据权利要求2所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，所述的汽动给水泵转速控制系统，调用过程如下：

实时检测汽动给水泵转速控制是否在自动；

若是，则汽动给水泵转速自动进入控给水流量模式和跟随燃料模式；

若否，则继续检测。

8.根据权利要求7所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，所述的汽动给水泵转速控制跟随燃料模式为：当机组总燃料量小于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度小于75％，省煤器入口给水电动阀全关，给水旁路调节阀控制在自动，同时汽动给水泵转速控制在自动时，汽动给水泵转速控制跟随燃料开环控制，汽动给水泵的转速为机组燃料量对应的汽动给水泵转速预设值；

所述的汽动给水泵转速控制控给水流量模式为：当机组总燃料量大于18％-25％额定煤量，给水旁路调节阀开度大于70％，同时汽动给水泵转速控制在自动时，汽动给水泵转速控制闭环自动控制给水流量，湿态运行下，汽动给水泵的给水流量为机组燃料量对应的给水流量预设值。

9.根据权利要求2所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，所述的湿态转干态控制系统，调用过程如下：

实时检测机组给水旁路切主路条件是否满足；

若是，则自动完成给水旁路切主路运行，湿态转干态条件满足后，投入湿态转干态一键自动控制开始按钮自动完成湿态转干态运行；

若否，则继续检测。

10.根据权利要求9所述的面向自治对象的配置炉循泵的火电机组给水系统控制方法，其特征在于，所述的给水旁路切主路运行具体方法为：

当给水旁路调节阀开度大于95％，给水差压小于1.5MPa左右，同时省煤器入口电动阀全关时，投入给水旁路切主路一键自动控制开始按钮，打开省煤器入口电动阀，5s后中停省煤器入口电动阀，30s后持续打开省煤器入口电动阀至全开状态；

所述的湿态转干态运行具体方法为：当机组负荷处于20％-25％Pe(额定负荷)，机组处于湿态TF模式，机组处于定压运行模式，同时省煤器入口电动阀全开时，投入湿态转干态一键自动控制开始按钮，首先以一定速率减水至30％-35％额定流量，然后保持给水流量不变以一定速率增加锅炉主控加煤至机组干态运行，最后增加锅炉主控40MW幅度升负荷。

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