CN210402056U - 一种基于igcc电站自动发电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于IGCC电站自动发电控制系统，具体涉及IGCC发电领域，控制系统中的控制器包括AGC指令控制器、PI控制器、协调控制器、加压器控制、燃气轮机控制器，控制系统中的控制对象包括给氧装置、投煤装置与气化炉，气化炉的输出端分别连接有气体收集贮存罐、燃气轮机组，出气口压力调节装置与气体收集贮存罐的管路中加装有泄压阀，出气口压力调节装置与燃气轮机组的管路中加装有机前压力检测装置。本实用新型通过给IGCC电厂设置一个全局的协调控制器，来协调气化炉和常规联合循环控制系统的工作，以使IGCC电厂既能快速满足相应外界的负荷需求，又能使合成气的压力保持在一个稳定的范围内，配合燃气轮机的工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及IGCC发电技术领域，本实用新型具体为一种基于IGCC电站自动发电控制系统。
背景技术
IGCC电站自动发电控制主要由机组协调控制方式决定，原有控制方式为燃机功率主控，气化炉压力跟随，电网调度发来的机组发电功率指令(AGC指令) 减掉汽机当前实发功率作为燃机功率主控的前馈环节，燃机根据AGC指令进行机组负荷调整，当燃机功率发生升降时，合成气压力会随之波动变化，此时通过气化炉压力跟随，改变气化炉负荷来稳定合成气压力，从而使得整个机组处于稳定运行工况，达到整体联合循环的机组功率协调控制目的。
但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，由于IGCC电站燃气轮机的响应速度很快，而气化炉的响应速度相对较慢，因此这种惯性时间常数的不同会导致气化系统合成气的压力波动很大，不利于机组变负荷和参加电网调频。
因此，现亟需一种可协调控制快速响应的IGCC电站自动发电控制。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种基于IGCC电站自动发电控制系统，通过给IGCC电厂设置一个全局的协调控制器，来协调气化炉和常规联合循环控制系统的工作，以使IGCC电厂既能快速满足相应外界的负荷需求，又能使合成气的压力保持在一个稳定的范围内，配合燃气轮机的工作，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于IGCC电站自动发电控制系统，一种基于IGCC电站自动发电控制系统，所述控制系统中的控制器包括AGC指令控制器、PI控制器、协调控制器、加压器控制、燃气轮机控制器，所述控制系统中的控制对象包括气化炉通过供氧管路或供煤线路分别与给氧装置、投煤装置气化炉相连通，所述气化炉包括合成气输出端，所述气化炉的输出端通过管路分别连接有气体收集贮存罐、燃气轮机组，所述出气口压力调节装置与气体收集贮存罐的管路中加装有泄压阀，所述出气口压力调节装置与燃气轮机组的管路中加装有机前压力检测装置，所述气体收集贮存罐的另一端通过管路连接有加压装置，所述气体收集贮存罐通过另一管路与出气口压力调节装置相连接，所述AGC指令控制器通过信号线与PI控制器相连接，所述PI 控制器通过电路与给氧装置、投煤装置气化炉相连接，所述燃气轮机控制器通过电路与协调控制器、燃气轮机组相连接，所述机前压力检测装置通过电路与协调控制器相连接，所述加压器控制通过电路与协调控制器、加压装置相连接，所述协调控制器通过电路与泄压阀相连接。
在一个优选地实施方式中，所述PI控制器输入给定功率分别通过控制给氧装置、投煤装置气化炉的工作量调节气化炉的氧煤比，所述投煤装置为双料钟式加煤装置，加料设备动作少，加料速度快，可解决上料时间紧张问题，满足负荷快速变化时的快速投料。
在一个优选地实施方式中，所述出气口压力调节装置带有压力显示器，所述出气口压力调节装置为可通过人为控制的气压阀，所述出气口压力调节装置的输入端开设有三通接口，实现人工控制提高整个系统的容错率。
在一个优选地实施方式中，所述机前压力检测装置位于出气口压力调节装置、燃气轮机组联通的管路上，所述机前压力检测装置靠近燃气轮机组，更利于测出机前压力值，减少实际误差，实现准确调控。
在一个优选地实施方式中，所述燃气轮机控制器通过人为设定负荷控制燃气轮机组的功率，所述燃气轮机控制器将设定信息反馈传递协调控制器，联动整个自动控制系统，实现自动调节。
在一个优选地实施方式中，所述协调控制器通过接收燃气轮机控制器、机前压力检测装置的信息负反馈控制PI控制器调节给氧装置、投煤装置气化炉的工作量。
本实用新型的技术效果和优点：
1、本实用新型通过给IGCC电厂设置一个全局的协调控制器，来协调气化炉和常规联合循环控制系统的工作，以使IGCC电厂既能快速满足相应外界的负荷需求，又能使合成气的压力保持在一个稳定的范围内，配合燃气轮机的工作；
2、本实用新型通过加装机前气压检测装置和泄压贮存系统以一系列负反馈调节的形式提供指令给初始PI控制器，联动整个自动控制系统，实现自动调节，使气化炉的调节更加智能，提高了IGCC电站的变负荷能力。
附图说明
图1为本实用新型的AGC自动控制系统结构示意图。
图2为本实用新型的协调控制器控制结构示意图。
附图标记为：1、AGC指令控制器；2、PI控制器；3、给氧装置；4、投煤装置；5、气化炉；6、出气口压力调节装置；7、机前压力检测装置；8、协调控制器；9、泄压阀；10、气体收集贮存罐；11、加压器控制；12、加压装置； 13、燃气轮机控制器；14、燃气轮机组。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如附图1-2所示的一种基于IGCC电站自动发电控制系统，所述控制系统中的控制器包括AGC指令控制器1、PI控制器2、协调控制器8、加压器控制11、燃气轮机控制器13，所述控制系统中的控制对象包括气化炉5通过供氧管路或供煤线路分别与给氧装置3、投煤装置气化炉5相连通，所述气化炉5包括合成气输出端，所述气化炉5的输出端通过管路分别连接有气体收集贮存罐10、燃气轮机组14，所述出气口压力调节装置6与气体收集贮存罐10的管路中加装有泄压阀9，所述出气口压力调节装置6与燃气轮机组14的管路中加装有机前压力检测装置7，所述气体收集贮存罐10的另一端通过管路连接有加压装置12，所述气体收集贮存罐10通过另一管路与出气口压力调节装置6相连接，所述AGC 指令控制器1通过信号线与PI控制器2相连接，所述PI控制器2通过电路与给氧装置3、投煤装置气化炉5相连接，所述燃气轮机控制器13通过电路与协调控制器8、燃气轮机组14相连接，所述机前压力检测装置7通过电路与协调控制器8相连接，所述加压器控制11通过电路与协调控制器8、加压装置12相连接，所述协调控制器8通过电路与泄压阀9相连接。
实施方式具体为：通过给IGCC电厂设置一个全局的协调控制器，来协调气化炉和常规联合循环控制系统的工作，以使IGCC电厂既能快速满足相应外界的负荷需求，又能使合成气的压力保持在一个稳定的范围内，配合燃气轮机的工作。
其中，投煤装置4利用双料钟式加煤装置，加料设备动作少，加料速度快，可解决上料时间紧张问题，满足负荷快速变化时的快速投料。
其中，出气口压力调节装置6为可通过人为控制的气压阀，实现人工控制提高整个系统的容错率。
其中，机前压力检测装置7靠近燃气轮机组14，更利于测出机前压力值，减少实际误差，实现准确调控。
其中，加压器控制11接收协调控制器8的指令控制加压装置12的运作开关或调节功率，燃气轮机控制器13将设定信息反馈传递协调控制器8，联动整个自动控制系统，实现整个系统的自动调节。
其中，所述协调控制器8通过接收燃气轮机控制器13、机前压力检测装置 7的信息负反馈控制PI控制器2调节给氧装置3、投煤装置气化炉5的工作量。
本实用新型工作原理：
首先AGC指令控制器1提供给PI控制器2一系列工作指令，由PI控制器2 通过给氧装置3和投煤装置4控制气化炉5的氧煤比间接控制功率，接着人为控制出气口压力调节装置6，合成气体一部分供给燃气轮机组14，另一部分多余的通过泄压阀9输送到气体收集贮存罐10，当人为燃气轮机控制器13功率调大时，指令输送给协调控制器8，由协调控制器8输送指令给PI控制器2间接调大气化炉5的功率，另一方面控制泄压阀9关闭通过加压器控制11使气体收集贮存罐10中的气体返回供给出气口压力调节装置6，然后提供给燃气轮机组14，最终完成整个负反馈运转，即可。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于IGCC电站自动发电控制系统，所述控制系统中的控制器包括AGC指令控制器(1)、PI控制器(2)、出气口压力调节装置(6)、协调控制器(8)、加压器控制(11)、燃气轮机控制器(13)，所述控制系统中的控制对象包括气化炉(5)通过供氧管路或供煤线路分别与给氧装置(3)、投煤装置气化炉(5)相连通，所述气化炉(5)包括合成气输出端，其特征在于：所述气化炉(5)的输出端通过管路分别连接有气体收集贮存罐(10)、燃气轮机组(14)，所述出气口压力调节装置(6)与气体收集贮存罐(10)的管路中加装有泄压阀(9)，所述出气口压力调节装置(6)与燃气轮机组(14)的管路中加装有机前压力检测装置(7)，所述气体收集贮存罐(10)的另一端通过管路连接有加压装置(12)，所述气体收集贮存罐(10)通过另一管路与出气口压力调节装置(6)相连接，所述AGC指令控制器(1)通过信号线与PI控制器(2)相连接，所述PI控制器(2)通过电路与给氧装置(3)、投煤装置气化炉(5)相连接，所述燃气轮机控制器(13)通过电路与协调控制器(8)、燃气轮机组(14)相连接，所述机前压力检测装置(7)通过电路与协调控制器(8)相连接，所述加压器控制(11)通过电路与协调控制器(8)、加压装置(12)相连接，所述协调控制器(8)通过电路与泄压阀(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制系统，其特征在于：所述PI控制器(2)输入给定功率分别通过控制给氧装置(3)、投煤装置(4)的工作量调节气化炉(5)的氧煤比，所述投煤装置(4)为双料钟式加煤装置。
3.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制系统，其特征在于：所述出气口压力调节装置(6)带有压力显示器，所述出气口压力调节装置(6)为可通过人为控制的气压阀，所述出气口压力调节装置(6)的输入端开设有三通接口。
4.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制系统，其特征在于：所述机前压力检测装置(7)位于出气口压力调节装置(6)、燃气轮机组(14)联通的管路上，所述机前压力检测装置(7)靠近燃气轮机组(14)。
5.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制系统，其特征在于：所述泄压阀(9)通过协调控制器(8)控制开关，所述泄压阀(9)连接在出气口压力调节装置(6)的三通接口支线上。
6.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制系统，其特征在于：所述加压器控制(11)接收协调控制器(8)的指令控制加压装置(12)的运作开关或调节功率。
7.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制系统，其特征在于：所述燃气轮机控制器(13)通过人为设定负荷控制燃气轮机组(14)的功率，所述燃气轮机控制器(13)将设定信息反馈传递协调控制器(8)。
8.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制系统，其特征在于：所述协调控制器(8)通过接收燃气轮机控制器(13)、机前压力检测装置(7)的信息负反馈控制PI控制器(2)调节给氧装置(3)、投煤装置气化炉(5)的工作量。
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