CN116498994A - 一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法及装置，所述方法包括：生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的值相乘形成第一前馈基本量；生物质称重皮带运行状态反馈值形成第二前馈基本量；生物质燃烧器入口气动插板门全关状态形成第三前馈基本量；第一前馈基本量与第二前馈基本量相乘以后再与第三前馈基本量相乘，相乘的结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量；本发明的优点在于：输出气温控制前馈冲量，缓解汽温在生物质耦合燃烧中异常扰动，使得机组保持稳定的状态。

Description

一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法及装置

技术领域

本发明涉及热工过程控制，更具体涉及一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法及装置。

背景技术

我国生物质资源总量丰富，可利用潜力巨大，能源发展规划要求要掌握燃煤耦合生物质发电技术，进一步提高对现役燃煤电厂的技术改造水平，获得现役电厂改造的运行经验。部分发电企业积极响应，对现役超临界火电机组进行生物质耦合燃烧改造。由于生物质燃料制备及输送系统设备在火电机组中的应用经验较少，加之生物质燃料的固有特性，增加了生物质设备运行的不稳定性，导致在耦合燃烧时可能因设备的原因出现生物质燃料量的大幅波动，易造成汽温在此过程中的较大幅度扰动。为缓解汽温在生物质耦合燃烧中异常扰动，需要对火电机组生物质耦合燃烧过程中汽温进行控制。

中国专利公开号CN114719279A公开了生物质耦合燃煤锅炉系统和燃烧控制方法，将生物质物料破碎成生物质颗粒；利用生物质锅炉产生的烟气将所述生物质颗粒分别输送至所述生物质锅炉内的燃尽风区、一次风区和冷灰斗区。当携带生物质颗粒的烟气进入锅炉本体后作为再循环烟气，可以改变锅炉燃烧工况、各受热面吸热量份额、调节蒸汽温度。其并没有提供对火电机组生物质耦合燃烧过程中汽温进行控制的具体方法，无法缓解汽温在生物质耦合燃烧中异常扰动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，以缓解汽温在生物质耦合燃烧中异常扰动，使得机组保持稳定的状态。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，所述方法包括：

生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的值相乘形成第一前馈基本量；

生物质称重皮带运行状态反馈值形成第二前馈基本量；

生物质燃烧器入口气动插板门全关状态形成第三前馈基本量；

第一前馈基本量与第二前馈基本量相乘以后再与第三前馈基本量相乘，相乘的结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

有益效果：本发明采用在耦合燃烧的生物质燃料量发生变化，机组负荷发生变化，以及生物质系统设备运行状态发生改变后，依据不同的生物燃料量的变化幅度、机组负荷变化幅度和生物质设备状态变化特性，自动计算匹配相适应的汽温控制前馈冲量，实现了火电机组生物质耦合燃烧汽温控制前馈的自适应设定，提升了机组各级汽温控制在生物质耦合燃烧中的响应能力，在生物质燃料量出现扰动或生物质系统设备出现异常情况时可以根据本发明的方法对气温控制前馈冲量做出快速调整，降低因生物质系统扰动造成的汽温波动，从而让机组汽温在生物质耦合燃烧过程中保持较为稳定的状态。

进一步地，生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的值相乘形成第一前馈基本量，包括：

生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的机组负荷功率对应的修正系数通过第一乘法器相乘形成第一前馈基本量。

进一步地，所述生物质称重皮带运行状态反馈值形成第二前馈基本量，包括：

所述生物质称重皮带运行状态反馈值输入到第一切换模块，当生物质称重皮带运行时，第一切换模块输出为1，当生物质称重皮带不运行时，第一切换模块输出为0，第一切换模块的输出结果作为第二前馈基本量。

更进一步地，所述生物质燃烧器入口气动插板门全关状态形成第三前馈基本量，包括：

所述生物质燃烧器入口气动插板门全关状态输入到第二切换模块，当生物质燃烧器入口气动插板门全关时，第二切换模块的输出为0，当生物质燃烧器入口气动插板门没有全关时，第二切换模块的输出为1，第二切换模块的输出结果作为第三前馈基本量。

更进一步地，所述第一前馈基本量与第二前馈基本量相乘以后再与第三前馈基本量相乘，相乘的结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量，包括：

第一切换模块的输出结果与第一前馈基本量均输入第二乘法器，第二乘法器的输出结果与第二切换模块的输出结果均输入第三乘法器，第三乘法器的输出结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

进一步地，所述气温控制前馈冲量作为生物质耦合燃烧汽温PID调节的前馈值。

本发明还提供一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定装置，所述装置包括：

第一数据获取部分，用于生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的值相乘形成第一前馈基本量；

第二数据获取部分，用于生物质称重皮带运行状态反馈值形成第二前馈基本量；

第三数据获取部分，用于生物质燃烧器入口气动插板门全关状态形成第三前馈基本量；

结果输出部分，用于第一前馈基本量与第二前馈基本量相乘以后再与第三前馈基本量相乘，相乘的结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

进一步地，所述第一数据获取部分，还用于：

生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的机组负荷功率对应的修正系数通过第一乘法器相乘形成第一前馈基本量。

进一步地，所述第二数据获取部分，还用于：

所述生物质称重皮带运行状态反馈值输入到第一切换模块，当生物质称重皮带运行时，第一切换模块输出为1，当生物质称重皮带不运行时，第一切换模块输出为0，第一切换模块的输出结果作为第二前馈基本量。

更进一步地，所述第三数据获取部分，还用于：

所述生物质燃烧器入口气动插板门全关状态输入到第二切换模块，当生物质燃烧器入口气动插板门全关时，第二切换模块的输出为0，当生物质燃烧器入口气动插板门没有全关时，第二切换模块的输出为1，第二切换模块的输出结果作为第三前馈基本量。

更进一步地，所述结果输出部分，还用于：

第一切换模块的输出结果与第一前馈基本量均输入第二乘法器，第二乘法器的输出结果与第二切换模块的输出结果均输入第三乘法器，第三乘法器的输出结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

进一步地，所述气温控制前馈冲量作为生物质耦合燃烧汽温PID调节的前馈值。

本发明的优点在于：本发明采用在耦合燃烧的生物质燃料量发生变化，机组负荷发生变化，以及生物质系统设备运行状态发生改变后，依据不同的生物燃料量的变化幅度、机组负荷变化幅度和生物质设备状态变化特性，自动计算匹配相适应的汽温控制前馈冲量，实现了火电机组生物质耦合燃烧汽温控制前馈的自适应设定，提升了机组各级汽温控制在生物质耦合燃烧中的响应能力，在生物质燃料量出现扰动或生物质系统设备出现异常情况时可以根据本发明的方法对气温控制前馈冲量做出快速调整，降低因生物质系统扰动造成的汽温波动，从而让机组汽温在生物质耦合燃烧过程中保持较为稳定的状态。

附图说明

图1为本发明实施例所公开的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法的原理图。

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。

实施例1

如图1所示，一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，所述方法包括：

生物质燃料量经第一函数发生器1转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器2转换以后的机组负荷功率对应的修正系数通过第一乘法器3相乘形成第一前馈基本量。第一函数发生器1的关系式一般根据行业工作者在实际工作中根据经验设定，第一函数发生器1的作用是根据生物质燃料量将其转换成对应的结果，实际应用中可以是线性关系，也可以是分段函数，本实施例中，第一函数发生器1是一种输入和输出之间的对应关系，预先设定输入X为0,5,10,15,20,25,30,35,40，对应的输出Y则为0,2,4,6,8,10,10,10,10。

第二函数发生器2的关系式一般根据行业工作者在实际工作中根据经验设定，第二函数发生器2的作用是将机组实际负荷转换为对应的修正系数，实际应用中可以是线性函数也可以是分段函数，本实施例中，第二函数发生器2是一种输入和输出之间的对应关系，预先设定输入X为240,330,400,470,540,610,660，对应的输出Y则为1,1,1,0.9,0.9,0.8,0.8。

所述生物质称重皮带运行状态反馈值输入到第一切换模块4，当生物质称重皮带运行时，第一切换模块4输出为1，当生物质称重皮带不运行时，第一切换模块4输出为0，第一切换模块4的输出结果作为第二前馈基本量。

所述生物质燃烧器入口气动插板门全关状态输入到第二切换模块5，当生物质燃烧器入口气动插板门全关时，第二切换模块5的输出为0，当生物质燃烧器入口气动插板门没有全关时，第二切换模块5的输出为1，第二切换模块5的输出结果作为第三前馈基本量。图中A表示第一切换模块4、第一切换模块5的输出设定值。

第一切换模块4的输出结果与第一前馈基本量均输入第二乘法器6，第二乘法器6的输出结果与第二切换模块5的输出结果均输入第三乘法器7，第三乘法器7的输出结果依次经过第一惯性模块8和第二惯性模块9，输出气温控制前馈冲量。第一惯性模块8和第二惯性模块9均为现有技术模块，且第一惯性模块8和第二惯性模块9的工作过程相同，第一惯性模块8和第二惯性模块9的惯性环节算法公式均为y(k)＝[T*x(k)+TS*y(k-1)]/(T+TS)。T是扫描周期，TS是惯性时间，y(k)是本描扫周期的输出，y(k-1)是上一扫描周期的输出，x(k)是本周期的输入，本实施例中，x(k)就是输入到第一惯性模块8或第二惯性模块9的数据。

所述气温控制前馈冲量作为生物质耦合燃烧汽温PID调节的前馈值。PID调节以后的结果与其前馈值作差输入到PID调节器进行PID调节。

通过以上技术方案，本发明采用在耦合燃烧的生物质燃料量发生变化，机组负荷发生变化，以及生物质系统设备运行状态发生改变后，依据不同的生物燃料量的变化幅度、机组负荷变化幅度和生物质设备状态变化特性，自动计算匹配相适应的汽温控制前馈冲量，实现了火电机组生物质耦合燃烧汽温控制前馈的自适应设定，提升了机组各级汽温控制在生物质耦合燃烧中的响应能力，在生物质燃料量出现扰动或生物质系统设备出现异常情况时可以根据本发明的方法对气温控制前馈冲量做出快速调整，降低因生物质系统扰动造成的汽温波动，从而让机组汽温在生物质耦合燃烧过程中保持较为稳定的状态。

实施例2

基于实施例1，本发明实施例2还提供一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定装置，所述装置包括：

第一数据获取部分，用于生物质燃料量经第一函数发生器1转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器2转换以后的值相乘形成第一前馈基本量；

第二数据获取部分，用于生物质称重皮带运行状态反馈值形成第二前馈基本量；

第三数据获取部分，用于生物质燃烧器入口气动插板门全关状态形成第三前馈基本量；

结果输出部分，用于第一前馈基本量与第二前馈基本量相乘以后再与第三前馈基本量相乘，相乘的结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

具体的，所述第一数据获取部分，还用于：

生物质燃料量经第一函数发生器1转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器2转换以后的机组负荷功率对应的修正系数通过第一乘法器3相乘形成第一前馈基本量。

具体的，所述第二数据获取部分，还用于：

所述生物质称重皮带运行状态反馈值输入到第一切换模块4，当生物质称重皮带运行时，第一切换模块4输出为1，当生物质称重皮带不运行时，第一切换模块4输出为0，第一切换模块4的输出结果作为第二前馈基本量。

更具体的，所述第三数据获取部分，还用于：

所述生物质燃烧器入口气动插板门全关状态输入到第二切换模块5，当生物质燃烧器入口气动插板门全关时，第二切换模块5的输出为0，当生物质燃烧器入口气动插板门没有全关时，第二切换模块5的输出为1，第二切换模块5的输出结果作为第三前馈基本量。

更具体的，所述结果输出部分，还用于：

第一切换模块4的输出结果与第一前馈基本量均输入第二乘法器6，第二乘法器6的输出结果与第二切换模块5的输出结果均输入第三乘法器7，第三乘法器7的输出结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

具体的，所述气温控制前馈冲量作为生物质耦合燃烧汽温PID调节的前馈值。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，其特征在于，所述方法包括：

生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的值相乘形成第一前馈基本量；

生物质称重皮带运行状态反馈值形成第二前馈基本量；

生物质燃烧器入口气动插板门全关状态形成第三前馈基本量；

第一前馈基本量与第二前馈基本量相乘以后再与第三前馈基本量相乘，相乘的结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

2.根据权利要求1所述的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，其特征在于，生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的值相乘形成第一前馈基本量，包括：

生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的机组负荷功率对应的修正系数通过第一乘法器相乘形成第一前馈基本量。

3.根据权利要求1所述的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，其特征在于，所述生物质称重皮带运行状态反馈值形成第二前馈基本量，包括：

所述生物质称重皮带运行状态反馈值输入到第一切换模块，当生物质称重皮带运行时，第一切换模块输出为1，当生物质称重皮带不运行时，第一切换模块输出为0，第一切换模块的输出结果作为第二前馈基本量。

4.根据权利要求3所述的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，其特征在于，所述生物质燃烧器入口气动插板门全关状态形成第三前馈基本量，包括：

所述生物质燃烧器入口气动插板门全关状态输入到第二切换模块，当生物质燃烧器入口气动插板门全关时，第二切换模块的输出为0，当生物质燃烧器入口气动插板门没有全关时，第二切换模块的输出为1，第二切换模块的输出结果作为第三前馈基本量。

5.根据权利要求4所述的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，其特征在于，所述第一前馈基本量与第二前馈基本量相乘以后再与第三前馈基本量相乘，相乘的结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量，包括：

第一切换模块的输出结果与第一前馈基本量均输入第二乘法器，第二乘法器的输出结果与第二切换模块的输出结果均输入第三乘法器，第三乘法器的输出结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

6.根据权利要求1所述的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定方法，其特征在于，所述气温控制前馈冲量作为生物质耦合燃烧汽温PID调节的前馈值。

7.一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定装置，其特征在于，所述装置包括：

第一数据获取部分，用于生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的值相乘形成第一前馈基本量；

第二数据获取部分，用于生物质称重皮带运行状态反馈值形成第二前馈基本量；

第三数据获取部分，用于生物质燃烧器入口气动插板门全关状态形成第三前馈基本量；

结果输出部分，用于第一前馈基本量与第二前馈基本量相乘以后再与第三前馈基本量相乘，相乘的结果依次经过两个惯性模块，输出气温控制前馈冲量。

8.根据权利要求7所述的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定装置，其特征在于，所述第一数据获取部分，还用于：

生物质燃料量经第一函数发生器转换以后的值与机组实际负荷经第二函数发生器转换以后的机组负荷功率对应的修正系数通过第一乘法器相乘形成第一前馈基本量。

9.根据权利要求7所述的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定装置，其特征在于，所述第二数据获取部分，还用于：

所述生物质称重皮带运行状态反馈值输入到第一切换模块，当生物质称重皮带运行时，第一切换模块输出为1，当生物质称重皮带不运行时，第一切换模块输出为0，第一切换模块的输出结果作为第二前馈基本量。

10.根据权利要求9所述的一种生物质耦合燃烧汽温控制前馈设定装置，其特征在于，所述第三数据获取部分，还用于：

所述生物质燃烧器入口气动插板门全关状态输入到第二切换模块，当生物质燃烧器入口气动插板门全关时，第二切换模块的输出为0，当生物质燃烧器入口气动插板门没有全关时，第二切换模块的输出为1，第二切换模块的输出结果作为第三前馈基本量。