CN116181435A - Aps投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，属于自动控制技术领域，所述方法包括：基于联合循环机组发出的启动指令，获取启机时的各旁路的阀前主蒸汽压力值和高压过热器出口压力；判断高压过热器出口压力是否超过各旁路控制投入的设定条件；若是，则将对应旁路的最小压力设定值设置为燃气轮机负荷及高压缸金属温度函数F(x)值；若否，则将对应旁路最小压力设定值设置为该旁路的阀前主蒸汽压力实际值，并随管道压力线性增长；将各旁路的阀前主蒸汽压力实际值与该旁路的最小电压设定值的差值分别作为相应比例积分PI控制器的输入；利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度。

Description

APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法。

背景技术

目前，燃气蒸汽联合循环机组的主蒸汽系统图1所示，在联合循环机组主蒸汽系统中，低压蒸汽、中压蒸汽、高压蒸汽都来自余热锅炉，三路蒸汽分别进入低压缸、中压缸、高压缸。但在联合循环机组启动过程、停止过程和异常工况下，对于高、中、低压缸蒸汽进汽压力有严格的要求，而调节各路主蒸汽压力的大小，就是通过调节高压旁路阀、中压旁路阀、低压旁路阀的开度来实现。

现有的联合循环机组主蒸汽压力控制系统不能全程、全工况投入，必须运行人员的强力手动干预，也就是在联合循环机组启动停止过程中需要人工手动调节旁路阀的阀位开度去控制各路主蒸汽压力，这直接降低了联合循环机组的自动化水平。

相关技术中，公布号为CN105781646A的中国发明专利申请公布了一种燃气蒸汽联合循环机组旁路压力全程自动控制方法及系统，通过实时获取主蒸汽压力的最优变化率和主蒸汽温度的最优变化率，用于最小阀位的控制，由于主蒸汽压力的最优变化率和主蒸汽温度的最优变化率是基于实际运行工况在各个阶段实时获取的，使得基于主蒸汽压力的最优变化率和主蒸汽温度的最优变化率自动确定的最小阀位给定值、旁路压力设定值以及关闭旁路阀的速率也是随工况的变化而变化的，进而使得旁路压力全程自动控制系统可以随燃气蒸汽联合循环机组实际工况变化而自动调节；解决现有技术中旁路压力全程自动控制系统不能随燃气蒸汽联合循环机组实际工况变化而自动调节、适应性差的技术问题。但该方案没有具体给出是根据何变量确定高旁阀阀位，而是侧重于计算各个阶段内的主蒸汽压力的最优变化率和主蒸汽温度的最优变化率。

公布号为CN113027545A的中国发明专利申请公开了一种用于燃气—蒸汽联合循环机组稳定汽包液位的旁路控制方法，实现步骤包括：高旁减温调阀PID控制调节回路的反馈偏差为设定值-高旁喷水阀后的温度，高旁减温调阀PID控制调节回路的前馈量为高旁减压调阀开度对应的高旁减温调阀开度函数F1(x)的输出、高旁前后温度感知前馈量A、高旁前后温度感知前馈量B、高旁前后温度感知前馈量C以及高旁快开预置前馈量D；中/低旁减温调阀PID控制调节回路的反馈偏差为设定值-中/低旁喷水阀后的温度，中/低旁减温调阀PID控制调节回路的前馈量为中/低旁减压调阀的开度对应的中/低旁减温调阀开度函数的输出，该方法实现旁路全程自动控制，并在工况剧烈变化时稳定汽包液位波动。但该方案所描述的控制策略所要解决的主要问题是维持汽包液位的稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何实现联合循环机组全工况下的主蒸汽压力的全自动控制。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

本发明提出了一种APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，所述方法包括：

基于联合循环机组发出的启动指令，获取启机时的各旁路的阀前主蒸汽压力值和高压过热器出口压力；

判断高压过热器出口压力是否超过各旁路控制投入的设定条件；

若是，则将对应旁路的最小压力设定值设置为燃气轮机负荷及高压缸金属温度函数F(x)值；

若否，则将对应旁路最小压力设定值设置为该旁路的阀前主蒸汽压力实际值，并随管道压力线性增长；

将各旁路的阀前主蒸汽压力实际值与该旁路的最小电压设定值的差值分别作为相应比例积分PI控制器的输入；

利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度。

本发明在配合余热锅炉升温升压过程中根据余热锅炉高压汽包允许的升压速率来限制控制旁路调节阀开度，取得合适的升温、升压速率，并按燃气轮机输出功率或余热锅炉输出蒸汽流量，通过函数发生器运算得到旁路最小压力设定值，在不同的运行阶段取不同的压力设定值，将旁路前主蒸汽压力实际值与设定值的差值作为对应的比例积分PI控制器的输入，由控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节旁路阀的开度。

进一步地，所述各旁路的阀前主蒸汽压力值包括高压旁路的高压蒸汽压力值、中压旁路的蒸汽压力值和低压旁路的蒸汽压力值；

所述旁路阀包括高压旁路阀、中压旁路阀和低压旁路阀。

进一步地，所述设定条件包括分别用于与所述高压蒸汽压力值、中压蒸汽压力值和低压蒸汽压力值进行比较的第一设定值、第二设定值和第三设定值。

进一步地，所述利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度，包括：

在所述比例积分PI控制器的输入大于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动所述旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度增大；

在所述比例积分PI控制器的输入等于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动旁路阀执行机构，保持对应旁路阀的开度不变；

在所述比例积分PI控制器的输入小于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度减小。

进一步地，所述方法还包括：

当所述各旁路主蒸汽压力参数满足汽轮机进汽条件后，开启高压主蒸汽调节阀、中压主蒸汽调节阀和低压主蒸汽调节阀；

控制各旁路的最小压力设定值高于各旁路的阀前主蒸汽压力实际值，使得各旁路阀的开度变小直至处于关闭状态。

进一步地，所述高压主蒸汽调节阀的开启条件为：所述高压旁路阀全部关闭且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件或者燃气轮机负荷＞50％；

所述中压主蒸汽调节阀的开启条件为：所述中压旁路阀全部关闭且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件或者燃气轮机负荷＞50％；

所述低压主蒸汽调节阀的开启条件为：低压旁路阀全关且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件，或者燃气轮机负荷＞50％。

进一步地，所述比例积分PI控制器的输出处于(H,L)区间内，H为高限幅，L为低限幅；

正常运行中，所述高压旁路阀和所述中压旁路阀所对应的比例积分PI控制器的输出高低限制为(102，-2)，所述低压旁路阀所对应的比例积分PI控制器的输出高低限制为(102，-5)。

进一步地，所述方法还包括：

在机组正常停机或紧急停机时，控制低压主蒸汽调节阀从当前开度开始顺序关闭；

在逻辑判断所述低压主蒸汽调节阀处于30％开度后，按照逻辑顺序关闭高压主蒸汽调节阀和中压主蒸汽调节阀；

在各调节阀关闭过程中，随着主蒸汽管路压力的升高，控制各旁路阀先开启然后关闭。

进一步地，所述方法还包括：

在异常工况下，将所述比例积分PI控制器的输出低限幅作为低阀位强制值，并延时5s。

进一步地，在异常工况为甩负荷时，所述方法还包括：

控制各旁路阀在甩负荷时刻的低阀位强制值为同一时刻主蒸汽流量的函数。

进一步地，所述方法还包括：

在凝汽器保护条件成立时，强制关闭所述中压旁路阀和所述低压旁路阀。

此外，本发明还提出了一种APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制系统，所述系统包括：

获取模块，用于基于联合循环机组发出的启动指令，获取启机时的各旁路的阀前主蒸汽压力值和高压过热器出口压力；

判断模块，用于判断高压过热器出口压力是否超过各旁路控制投入的设定条件；

第一设定模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，将对应旁路的最小压力设定值设置为燃气轮机负荷及高压缸金属温度函数F(x)值；

第二设定模块，用于在所述判断模块的判断结果为否时，将对应旁路最小压力设定值设置为该旁路的阀前主蒸汽压力实际值，并随管道压力线性增长；

控制模块，用于将各旁路的阀前主蒸汽压力实际值与该旁路的最小电压设定值的差值分别作为相应比例积分PI控制器的输入，利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度。

本发明的优点在于：

(1)本发明在配合余热锅炉升温升压过程中根据余热锅炉高压汽包允许的升压速率来限制控制旁路调节阀开度，取得合适的升温、升压速率，并按燃气轮机输出功率或余热锅炉输出蒸汽流量，通过函数发生器运算得到旁路最小压力设定值，在不同的运行阶段取不同的最小压力设定值，将旁路前主蒸汽压力实际值与设定值的差值作为对应的比例积分PI控制器的输入，由控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节旁路阀的开度。可以根据联合循环机组各主要设备参数(如燃气轮机负荷、余热锅炉输出蒸汽流量)及全过程运行工况精准计算出各主蒸汽压力的设定值，无需人工干预。

(2)实现蒸汽压力控制的切换，为蒸汽压力由旁路控制转向汽轮机控制，设计有旁路顺序关闭功能。

(3)当机组甩负荷时，快速将旁路阀开到一定开度(保持一定时间)，开度大小是当时蒸汽流量的函数，以此来稳定系统压力，考虑到了联合循环机组运行过程中的异常工况下主蒸汽压力如何控制。

(4)比例积分PI控制器的输出采取了高低限制，实现在各种工况下旁路开度的相应配合。

(5)本发明基于APS一键启停的框架下所涉及的APS控制系统的子系统，与APS控制系统进行无缝衔接，从而实现无人工干预的主蒸汽压力控制，不仅可以适用于分轴联合循环机组，也可以应用于单轴联合循环机组。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明背景技术部分提及的燃气蒸汽联合循环机组的主蒸汽系统结构图；

图2是本发明一实施例提出的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法的流程示意图；

图3是本发明一实施例提出的燃气蒸汽联合循环机组主蒸汽压力控制原理示意图；

图4是本发明一实施例中APS控制系统的控制原理图；

图5是本发明一实施例中旁路控制投入的条件判断原理图；

图6是本发明一实施例中联合循环机组正常运行过程的原理图；

图7是本发明一实施例中高压、中压主蒸汽调节阀压力控制投入的条件判断原理图；

图8是本发明一实施例中低压主蒸汽调节阀压力控制投入的条件判断原理图；

图9是本发明一实施例中在异常情况下的控制原理图；

图10是本发明另一实施例提出的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制系统的结构示意图；

图11是本发明另一实施例中提出的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制系统的整体结构示意图。

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，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2、图3及图4所示，本发明第一实施例提出了一种APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，所述方法包括以下步骤：

S10、基于联合循环机组发出的启动指令，获取启机时的各旁路的阀前主蒸汽压力值和高压过热器出口压力；

S20、判断高压过热器出口压力是否超过各旁路控制投入的设定条件，若是则执行步骤S30，若否则执行步骤S40；

S30、将对应旁路的最小压力设定值设置为燃气轮机负荷及高压缸金属温度函数F(x)值；

S40、将对应旁路最小压力设定值设置为该旁路的阀前主蒸汽压力实际值，并随管道压力线性增长；

S50、将各旁路的阀前主蒸汽压力实际值与该旁路的最小电压设定值的差值分别作为相应比例积分PI控制器的输入，利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度。

需要说明的是，机组发出启动指令后，随着燃气轮机清吹过程的结束，燃气轮机点火，当燃气轮机点火成功后，由于启机时各旁路的主蒸汽压力参数有所不同，若此时主蒸汽压力较高，满足旁路投入控制的设定条件，则最小电压设定值setpoint直接设置为燃气轮机负荷函数值，SP为关于燃气轮机当前负荷及高压缸金属温度的函数F(x)值，作为旁路的最小压力设定值，F(x)可用分段函数表示；否则，则等到管道自然升压，设定值setpoint随着管道压力的上升而升高，旁路阀的压力设定值setpoint是一个渐变值特性，若设定值setpoint直接取旁路前主蒸汽压力值，即SP＝PV，此阶段旁路阀的输入error＝0，旁路阀不会开启，控制器设定值随着管道内压力(即初始压力)的逐渐升高而升高。

本实施例在配合余热锅炉升温升压过程中根据余热锅炉高压汽包允许的升压速率来限制控制旁路调节阀开度，取得合适的升温、升压速率，并按燃气轮机输出功率或余热锅炉输出蒸汽流量，同时根据汽轮机高压缸金属温度通过函数发生器运算得到旁路最小压力设定值，在不同的运行阶段取不同的最小压力设定值，将旁路前主蒸汽压力实际值与设定值的差值作为对应的比例积分PI控制器的输入，由控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节旁路阀的开度，实现联合循环机组在全工况全过程下的主蒸汽压力的精准稳定控制。

进一步地，本实施例根据APS控制系统测量的高压缸金属温度，同时通过主蒸汽温度参数修正，得出合适的汽轮机进汽阀门前冲转压力，不再硬性区分冷态、温态、热态工况，实现全工况的自动压力设定。根据冲转压力快速计算得出旁路压力设定值，能够在机组启动开始时就投入高压旁路控制，完成整个旁路系统的全程自动控制，同时此方法还可以利用汽轮机温度裕量，提高了冲转压力，加快了启动速度。

本实施例侧重于通过相关参考变量得到主蒸汽压力的设定值，更好的实现与汽轮机进行温度压力匹配，而相关参考变量的获取是通过APS系统得到，整个控制方法采用了一种更加科学有效的计算方法，加快了机组启动速度。

在一实施例中，所述各旁路的阀前主蒸汽压力值包括高压旁路的高压蒸汽压力值、中压旁路的蒸汽压力值和低压旁路的蒸汽压力值；

所述旁路阀包括高压旁路阀、中压旁路阀和低压旁路阀。

本实施例提出的控制方法的作用对象为高旁阀、中旁阀、低旁阀，通过控制三个旁路阀的开度，来控制高压蒸汽压力、中压蒸汽压力、低压蒸汽压力。

在一实施例中，所述设定条件包括分别用于与所述高压蒸汽压力值、中压蒸汽压力值和低压蒸汽压力值进行比较的第一设定值、第二设定值和第三设定值。

具体来说，如图5所示，高压旁路控制投入的判断条件：点火成功后，高压过热器出口压力大于第一设定值，第一设定值取值为4.8MPa。中压旁路控制投入的判断条件：点火成功后，高压过热器出口压力大于第二设定值，第二设定值取值为1.25MPa。低压旁路控制投入的判断条件：点火成功后，高压过热器出口压力大于第三设定值，第三设定值取值为1.25MPa。

在一实施例中，所述步骤S50，包括以下步骤：

在所述比例积分PI控制器的输入大于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动所述旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度增大；

在所述比例积分PI控制器的输入等于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动旁路阀执行机构，保持对应旁路阀的开度不变；

在所述比例积分PI控制器的输入小于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度减小。

需要说明的是，从实际压力模式过渡到最小压力模式时，设定值setpoint从停机过程中高压调节阀关闭时刻的旁路前压力值阶跃变化为点火后旁路前压力的实际值。随着机组升温、升压、升负荷，设定值setpoint呈缓慢升高的变化趋势，当实际值PV(即旁路前的实际压力)大于setpoint时，控制器的输入ΔP＝PV-setpoint＞0，旁路阀开大；当实际值PV小于setpoint时，控制器的输入ΔP＝PV-setpoint＜0，旁路阀关小。

本实施例中随着机组负荷的不同，setpoint做出相应的函数修正，使旁路阀前主蒸汽压力PV随着设定值setpoint的改变而改变。

进一步地，在联合循环机组从启动状态进行正常运行状态时，所述方法还包括：

当所述各旁路主蒸汽压力参数满足汽轮机进汽条件后，开启高压主蒸汽调节阀、中压主蒸汽调节阀和低压主蒸汽调节阀；

控制各旁路的最小压力设定值高于各旁路的阀前主蒸汽压力实际值，使得各旁路阀的开度变小直至处于关闭状态。

需要说明的是，如图6所示，当各路主蒸汽压力满足汽轮机进汽条件后，高、中压主蒸汽调节阀开启，此时，旁路阀随着调节阀的开大而逐渐关小，直到全关。当旁路阀全关且燃气轮机负荷大于某定值时，将旁路阀的压力设定值比实际压力略高，PI控制器输入error＝PV-setpoint＜0一直为负值，以确保旁路阀处于关闭状态，机组进入主蒸汽调节阀控制压力阶段。

在汽轮机主汽门打开后，随着汽轮机的冲转以及并网带负荷，此阶段高压主蒸汽压力由汽轮机进行控制，高压旁路的任务是限制高压主蒸汽压力的上限。此时，将旁路的压力设定值立即上升到负荷控制的压力设定值(由APS控制系统确定)再加上0.5MPa左右，逐渐关闭高压旁路阀，并保证在机组正常运行阶段高压旁路阀保持全关状态。

进一步地，为防止超压，如果蒸汽压力升高到后备压力的设定点，旁路控制阀将开启易释放压力。

在一实施例中，如图7至图8所示，所述高压主蒸汽调节阀的开启条件为：所述高压旁路阀全部关闭且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件或者燃气轮机负荷＞50％；

所述中压主蒸汽调节阀的开启条件为：所述中压旁路阀全部关闭且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件或者燃气轮机负荷＞50％；

所述低压主蒸汽调节阀的开启条件为：低压旁路阀全关且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件，或者燃气轮机负荷＞50％。

在一实施例中，在循环机组因正常情况或紧急情况停机时，所述方法还包括：

在机组正常停机或紧急停机时，控制低压主蒸汽调节阀从当前开度开始顺序关闭；

在逻辑判断所述低压主蒸汽调节阀处于30％开度后，按照逻辑顺序关闭高压主蒸汽调节阀和中压主蒸汽调节阀；

在各调节阀关闭过程中，随着主蒸汽管路压力的升高，控制各旁路阀先开启然后关闭。

需要说明的是，在机组正常或紧急停机过程中，低压主蒸汽调节阀将从当前开度开始程控关闭，当低压主蒸汽调节阀开始顺序关闭时，低压旁路开始按逻辑动作，当逻辑判断低压调节阀到30％开度后，就逻辑顺序关闭高压主蒸汽调节阀，高、中压旁路开始按逻辑动作。

各主蒸汽调节阀在关闭过程中导致主蒸汽管路压力升高，旁路阀逐渐开启，释放压力。随着负荷的降低，进入余热锅炉的烟气热量逐渐减少，旁路阀又开始缓慢关闭，维持旁路前的主蒸汽压力。

特别地，停机后，保温、保压状态下的汽包，其压力基本维持不变，略高于旁路设定值setpoint。

本实施例实现蒸汽压力控制的切换，为蒸汽压力由旁路控制转向汽轮机控制，设计有旁路顺序关闭功能。

在一实施例中，所述比例积分PI控制器的输出处于(H,L)区间内，H为高限幅，L为低限幅；

正常运行中，所述高压旁路阀和所述中压旁路阀所对应的比例积分PI控制器的输出高低限制为(102，-2)，所述低压旁路阀所对应的比例积分PI控制器的输出高低限制为(102，-5)。

需要说明的是，本实施例通过设置PI控制器高低值输出限制，旁路阀的开度动作于全开与全关之间，实现在各种工况下旁路开度的相应配合。

在一实施例中，所述方法还包括：

在异常工况下，将所述比例积分PI控制器的输出低限幅作为低阀位强制值，并延时5s。

具体地，本实施例所述异常工况包括但不限于TRIP、甩负荷及OPC动作等，在出现异常工况时，控制逻辑将低限幅强制为低阀位强制值，并延时5s。

由于PI控制器输出受高低值限幅函数控制，输出只能大于或等于此时的逻辑强制值，因此旁路阀在发电机并网开关断开5s内按逻辑的指定开度快速强制开启，5s过后低限恢复原值，PI控制器输出正常。通过比例积分控制旁路阀开度，使旁路前的主蒸汽压力PV维持在高压旁路调节阀开启时刻的实际值。

在一实施例中，如图9所示，在异常工况为甩负荷时，所述方法还包括：

控制各旁路阀在甩负荷时刻的低阀位强制值为同一时刻主蒸汽流量的函数。

在一实施例中，所述方法还包括：

在凝汽器保护条件成立时，强制关闭所述中压旁路阀和所述低压旁路阀。

需要说明的是，通过中、低压旁路控制附带凝汽器保护逻辑，当凝汽器保护条件成立时，强制关闭中、低压旁路阀，防止凝汽器在异常工况下受到损伤。

此外，如图10至图11所示，本发明第二实施例还提出了一种APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制系统，所述系统包括：

获取模块10，用于基于联合循环机组发出的启动指令，获取启机时的各旁路的阀前主蒸汽压力值和高压过热器出口压力；

判断模块20，用于判断高压过热器出口压力是否超过各旁路控制投入的设定条件；

第一设定模块30，用于在所述判断模块的判断结果为是时，将对应旁路的最小压力设定值设置为燃气轮机负荷及高压缸金属温度函数F(x)值；

第二设定模块40，用于在所述判断模块的判断结果为否时，将对应旁路最小压力设定值设置为该旁路的阀前主蒸汽压力实际值，并随管道压力线性增长；

控制模块50，用于将各旁路的阀前主蒸汽压力实际值与该旁路的最小电压设定值的差值分别作为相应比例积分PI控制器的输入，利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度。

可以理解的是，本实施例通过设置最小压力控制模块，该最小压力控制模块包括上述获取模块、判断模块、第一设定模块、第二设定模块及控制模块，用于控制APS系统的启动过程，机组发出启动指令后，随着燃气轮机清吹过程的结束，燃气轮机点火。

点火前本控制系统仍停留在实际压力跟踪模块阶段，点火后，本控制系统进入最小压力控制模块。

由于启机时主蒸汽压力参数有所不同，若此时主蒸汽压力较高，满足前述阶段二的条件，设定值setpoint直接设置为燃气轮机负荷函数值；若压力较低不满足阶段二的条件，则等到管道自然升压，设定值setpoint随着管道压力的上升而升高。

从实际压力模式过渡到最小压力模式时，设定值setpoint从停机过程中高压调节阀关闭时刻的旁路前压力值阶跃变化为点火后旁路前压力的实际值。随着机组升温、升压、升负荷，设定值setpoint呈缓慢升高的变化趋势，当实际值PV(即旁路前的实际压力)大于setpoint时，控制器的输入ΔP＝PV-setpoint＞0，旁路阀开大；当实际值PV小于setpoint时，控制器的输入ΔP＝PV-setpoint＜0，旁路阀关小。

随着机组负荷的不同，setpoint做出相应的函数修正，使旁路阀前主蒸汽压力PV随着设定值setpoint的改变而改变。

在一实施例中，所述控制系统还包括预备压力控制模块，用于实现以下步骤：

当所述各旁路主蒸汽压力参数满足汽轮机进汽条件后，开启高压主蒸汽调节阀、中压主蒸汽调节阀和低压主蒸汽调节阀；

控制各旁路的最小压力设定值高于各旁路的阀前主蒸汽压力实际值，使得各旁路阀的开度变小直至处于关闭状态。

需要说明的是，机组正常运行过程中，当各路主蒸汽压力满足汽轮机进汽条件后，高、中压主蒸汽调节阀开启，此时在本控制系统的作用下，旁路阀随着调节阀的开大而逐渐关小，直到全关。当旁路阀全关且燃气轮机负荷大于某定值时，本控制系统转入预备压力控制模块。

启用预备压力控制模块后，旁路阀的压力设定值比实际压力略高，PI控制器输入error＝PV-setpoint＜0一直为负值，此时旁路阀一直保持全关，机组进入主蒸汽调节阀控制压力阶段。

为防止超压，如果蒸汽压力升高到后备压力的设定点，旁路控制阀将开启易释放压力。

在一实施例中，所述控制系统还包括实际压力追踪模块，用于实现以下步骤：

在机组正常停机或紧急停机时，控制低压主蒸汽调节阀从当前开度开始顺序关闭；

在逻辑判断所述低压主蒸汽调节阀处于30％开度后，按照逻辑顺序关闭高压主蒸汽调节阀和中压主蒸汽调节阀；

在各调节阀关闭过程中，随着主蒸汽管路压力的升高，控制各旁路阀先开启然后关闭。

需要说明的是，该压力追踪模块用于在机组正常或紧急停机过程中，低压主蒸汽调节阀将从当前开度开始程控关闭，当低压主蒸汽调节阀开始顺序关闭时，本控制系统控制低压旁路从预备压力模式进入实际压力追踪模式，低压旁路开始按逻辑动作。当逻辑判断低压调节阀到30％开度后，就逻辑顺序关闭高压主蒸汽调节阀，此时，高、中压旁路系统也从预备压力模式进入实际压力追踪模式，高、中压旁路开始按逻辑动作。各主蒸汽调节阀在关闭过程中导致主蒸汽管路压力升高，旁路阀逐渐开启，释放压力。

随着负荷的降低，进入余热锅炉的烟气热量逐渐减少，旁路阀又开始缓慢关闭，维持旁路前的主蒸汽压力。停机后，保温、保压状态下的汽包，其压力基本维持不变，略高于旁路设定值setpoint。

需要说明的是，本发明所述APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制系统的其他实施例或具有实现方法可参照上述各方法实施例，此处不再赘余。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于联合循环机组发出的启动指令，获取启机时的各旁路的阀前主蒸汽压力值和高压过热器出口压力；

判断高压过热器出口压力是否超过各旁路控制投入的设定条件；

若是，则将对应旁路的最小压力设定值设置为燃气轮机负荷及高压缸金属温度函数F(x)值；

若否，则将对应旁路最小压力设定值设置为该旁路的阀前主蒸汽压力实际值，并随管道压力线性增长；

将各旁路的阀前主蒸汽压力实际值与该旁路的最小电压设定值的差值分别作为相应比例积分PI控制器的输入，利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度。

2.如权利要求1所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述各旁路的阀前主蒸汽压力值包括高压旁路的高压蒸汽压力值、中压旁路的蒸汽压力值和低压旁路的蒸汽压力值；

所述旁路阀包括高压旁路阀、中压旁路阀和低压旁路阀。

3.如权利要求2所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述设定条件包括分别用于与所述高压蒸汽压力值、中压蒸汽压力值和低压蒸汽压力值进行比较的第一设定值、第二设定值和第三设定值。

4.如权利要求1所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度，包括：

在所述比例积分PI控制器的输入大于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动所述旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度增大；

在所述比例积分PI控制器的输入等于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动旁路阀执行机构，保持对应旁路阀的开度不变；

在所述比例积分PI控制器的输入小于零时，所述比例积分PI控制器输出控制指令驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度减小。

5.如权利要求2所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述各旁路主蒸汽压力参数满足汽轮机进汽条件后，开启高压主蒸汽调节阀、中压主蒸汽调节阀和低压主蒸汽调节阀；

控制各旁路的最小压力设定值高于各旁路的阀前主蒸汽压力实际值，使得各旁路阀的开度变小直至处于关闭状态。

6.如权利要求5所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述高压主蒸汽调节阀的开启条件为：所述高压旁路阀全部关闭且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件或者燃气轮机负荷＞50％；

所述中压主蒸汽调节阀的开启条件为：所述中压旁路阀全部关闭且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件或者燃气轮机负荷＞50％；

所述低压主蒸汽调节阀的开启条件为：低压旁路阀全关且汽轮机满足冷、温、热态下的相应进汽条件，或者燃气轮机负荷＞50％。

7.如权利要求2所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述比例积分PI控制器的输出处于(H,L)区间内，H为高限幅，L为低限幅；

正常运行中，所述高压旁路阀和所述中压旁路阀所对应的比例积分PI控制器的输出高低限制为(102，-2)，所述低压旁路阀所对应的比例积分PI控制器的输出高低限制为(102，-5)。

8.如权利要求5所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在机组正常停机或紧急停机时，控制低压主蒸汽调节阀从当前开度开始顺序关闭；

在逻辑判断所述低压主蒸汽调节阀处于30％开度后，按照逻辑顺序关闭高压主蒸汽调节阀和中压主蒸汽调节阀；

在各调节阀关闭过程中，随着主蒸汽管路压力的升高，控制各旁路阀先开启然后关闭。

9.如权利要求7所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在异常工况下，将所述比例积分PI控制器的输出低限幅作为低阀位强制值，并延时5s。

10.如权利要求9所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，在异常工况为甩负荷时，所述方法还包括：

控制各旁路阀在甩负荷时刻的低阀位强制值为同一时刻主蒸汽流量的函数。

11.如权利要求2所述的APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在凝汽器保护条件成立时，强制关闭所述中压旁路阀和所述低压旁路阀。

12.一种APS投入下的联合循环机组蒸汽压力控制系统，其特征在于，所述系统包括：

获取模块，用于基于联合循环机组发出的启动指令，获取启机时的各旁路的阀前主蒸汽压力值和高压过热器出口压力；

判断模块，用于判断高压过热器出口压力是否超过各旁路控制投入的设定条件；

第一设定模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，将对应旁路的最小压力设定值设置为燃气轮机负荷及高压缸金属温度函数F(x)值；

第二设定模块，用于在所述判断模块的判断结果为否时，将对应旁路最小压力设定值设置为该旁路的阀前主蒸汽压力实际值，并随管道压力线性增长；

控制模块，用于将各旁路的阀前主蒸汽压力实际值与该旁路的最小电压设定值的差值分别作为相应比例积分PI控制器的输入，利用所述比例积分PI控制器的输出驱动旁路阀执行机构，调节对应旁路阀的开度。

Images