一种锅炉的群控方法和装置与流程

本发明实施例涉及蒸汽锅炉调控技术，尤指一种锅炉的群控方法和装置。

背景技术：

传统单压力天然气蒸汽锅炉的调节控制是通过设定静态的启炉压力、停炉压力和目标压力实现的，停炉压力高于目标压力，当蒸汽压力达到停炉压力时，锅炉就会自动关停；启炉压力低于目标压力，当蒸汽压力启炉压力时，锅炉就会自动开启。于是随着蒸汽压力在启炉压力和停炉压力之间变化，锅炉的负荷率也在最低负荷至最高负荷之间变化。由此可见，对于单台锅炉而言，其负荷调节过程本身就是自动化的，只需要人为设定启炉压力、停炉压力和目标压力。

天然气蒸汽锅炉的效率一般随负荷的增大而增大，在40％至100％负荷之间其效率变化基本呈线性趋势，并且比较平缓。因此应当尽量避免锅炉在40％负荷以下工作，此时锅炉的效率下降趋势非常迅速。

然而，当多台锅炉同时运行时，如果给每台锅炉设定同样的启炉压力、停炉压力和目标压力，就会导致所有锅炉的负荷响应趋于一致，即当负荷降低时所有锅炉的负荷均降低，当负荷升高时，所有锅炉的负荷均升高。于是就存在所有锅炉均处于低效率区的情况。以往的调节方法往往是借助人工干预，依据运行人员的经验，进行锅炉的加减载操作，从而对操作人员运行经验的依赖较强。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种锅炉的群控方法和装置，能够既不会更改锅炉自身的负荷控制逻辑，同时又可以实现多台锅炉的自动化高效率运行群控；从而大大降低锅炉负荷调节、启停控制对人为经验的依赖，提高蒸汽锅炉的标准化运行水平。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种锅炉的群控方法，所述方法可以包括：

检测锅炉的蒸汽实时压力值p；

根据所述蒸汽实时压力p和预设的关系式计算锅炉目标压力值po；

将锅炉的蒸汽压力控制在计算出的所述锅炉目标压力值po的预设范围内；

其中，所述锅炉目标压力值po与预设的启炉压力pt的差值小于或等于预设的差值阈值，以使锅炉工作在预设负荷率范围内。

可选地，所述预设的关系式可以包括：

po＝p+δpt-k·(δpt+δpq)

其中，δpt为预设的启炉压差，δpq为预设的停炉压差，k为控制系数，k＝0.2·(p-pt)/(pq-pt)，pq为预设的停炉压力。

可选地，所述方法还可以包括：

当所述蒸汽实时压力值p小于或等于所述启炉压力时，控制锅炉启动；

当所述蒸汽实时压力值p大于或等于所述停炉压力时，控制锅炉停止。

可选地，所述方法还可以包括：至少保留一台锅炉作为波动响应锅炉，并保持所保留的锅炉在预设的最小负荷率和预设的额定负荷率之间进行浮动以响应负荷实时波动。

可选地，所述方法还可以包括：

当检测出锅炉的蒸汽实时压力值p达到第一预设压力阈值时，控制处于运行状态中的多个锅炉中的至少一个锅炉自动停止；

其中，所述第一预设压力阈值大于所述停炉压力pq。

可选地，所述方法还可以包括：

当检测出锅炉的蒸汽实时压力值p达到第二预设压力阈值，并且处于运行状态的锅炉数量未达到锅炉总数时，启动未处于运行状态的锅炉；

其中，所述第二预设压力阈值小于所述启炉压力pt。

可选地，所述方法还可以包括：

当检测出锅炉的蒸汽实时压力值p达到所述第二预设压力阈值，并且处于运行状态的锅炉数量达到所述锅炉总数时，进行报警，并退出当前的自动控制模式。

可选地，所述方法还可以包括：

当检测出锅炉的蒸汽实时压力值p达到第三预设压力阈值，或蒸汽实时压力值p达到第四预设压力阈值时，进行报警，并退出所述自动控制模式；

其中，所述第三预设压力阈值大于所述第一预设压力阈值；所述第四预设压力阈值小于所述第二预设压力阈值。

可选地，所述启炉压力pt包括：0.7mpa-0.8mpa；

所述停炉压力pq包括：0.9mpa-1.0mpa；

所述启炉压差δpt和所述停炉压差δpq均包括：0.02mpa-0.03mpa；

所述第一预设压力阈值包括：1.03mpa-1.05mpa；

所述第二预设压力阈值包括：0.65mpa-0.75mpa；

所述第三预设压力阈值包括：1.1mpa-1.15mpa；

所述第四预设压力阈值包括：0.6mpa-0.65mpa。

本发明实施例还提供了一种锅炉的群控装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述的锅炉的群控方法。

本发明实施例包括：检测锅炉的蒸汽实时压力值p；根据所述蒸汽实时压力p和预设的关系式计算锅炉目标压力值po；将锅炉的蒸汽压力控制在计算出的所述锅炉目标压力值po的预设范围内；其中，所述锅炉目标压力值po与预设的启炉压力pt的差值小于或等于预设的差值阈值，以使锅炉工作在预设负荷率范围内。通过该实施例方案，既不会更改锅炉自身的负荷控制逻辑，同时又可以实现多台锅炉的自动化高效率运行群控；从而大大降低了锅炉负荷调节、启停控制对人为经验的依赖，提高了蒸汽锅炉的标准化运行水平。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例的锅炉的群控方法流程图；

图2为本发明实施例的锅炉的群控方法示意图；

图3为本发明实施例的锅炉的群控装置组成框图。

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明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

一种锅炉的群控方法，如图1、图2所示，所述方法可以包括s101-s103：

s101、检测锅炉的蒸汽实时压力值p；

s102、根据所述蒸汽实时压力p和预设的关系式计算锅炉目标压力值po；

s103、将锅炉的蒸汽压力控制在计算出的所述锅炉目标压力值po的预设范围内；

其中，所述锅炉目标压力值po与预设的启炉压力pt的差值小于或等于预设的差值阈值，以使锅炉工作在预设负荷率范围内。

在本发明实施例中，提供了一种针对天然气单压蒸汽锅炉的高效群控方法，该方法可以用于解决多台天然气锅炉同时运行时，由于负荷波动容易集体陷入低效率区的问题，将锅炉的群控加减载过程由以往的人工干预改为自动逻辑判断实现。

在本发明实施例中，锅炉的负荷在启炉压力和停炉压力之间可以采用pid自动调节，当蒸汽压力越靠近启炉压力pt时，锅炉负荷越大，当蒸汽压力越靠近停炉压力pq时，锅炉负荷越小。因此便可以通过预设的关系式调节蒸汽的目标压力(即锅炉目标压力值po)，使其更加接近于启炉压力，从而将锅炉的负荷率控制在80％～100％之间的高效率区。

在本发明实施例中，所述预设的关系式可以包括：

po＝p+δpt-k·(δpt+δpq)

其中，δpt为预设的启炉压差，δpq为预设的停炉压差，k为控制系数，k＝0.2·(p-pt)/(pq-pt)，pq为预设的停炉压力。

在本发明实施例中，锅炉目标压力值po与启炉压力pt之间的压差称为启炉压差δpt，锅炉目标压力值po与停炉压力pq之间的压差称为停炉压差δpq。

在本发明实施例中，k值主要用于控制锅炉的负荷率在80％至100％之间小幅波动，以防止出现需要新增机组时，大多数已运行的机组仍处于80％负荷。

可选地，所述启炉压力pt可以包括：0.7mpa-0.8mpa；

所述停炉压力pq可以包括：0.9mpa-1.0mpa；

所述启炉压差δpt和所述停炉压差δpq均可以包括：0.02mpa-0.03mpa。

可选地，所述方法还可以包括：

当所述蒸汽实时压力值p小于或等于所述启炉压力时，控制锅炉启动；

当所述蒸汽实时压力值p大于或等于所述停炉压力时，控制锅炉停止。

在本发明实施例中，当蒸汽实时压力值p高于停炉压力时，锅炉会自动停炉；当蒸汽实时压力值p低于启炉压力时，锅炉会自动启炉。于是，可以通过修改锅炉的压力设定值(如锅炉目标压力值po、启炉压差、停炉压差等)来调节锅炉的负荷以及启停，该实施例方案不会破坏锅炉本身的自动控制逻辑。

可选地，所述方法还可以包括：至少保留一台锅炉作为波动响应锅炉，并保持所保留的锅炉在预设的最小负荷率和预设的额定负荷率之间进行浮动以响应负荷实时波动。

在本发明实施例中，假设当前运行的锅炉数量为n+1，本实施例方案的控制目标可以保障n台锅炉处于80％～100％负荷率区间，剩余1台锅炉在最小负荷率和额定负荷率之间进行浮动以响应负荷实时波动，n为大于1的正整数。

在本发明实施例中，假设总共有n+1台天然气锅炉，实际运行台数为m，假定蒸汽用户要求的蒸汽压力范围为0.8mpa至1.0mpa之间。

在本发明实施例中，可以暂定启炉压差为0.03mpa，共有m台锅炉在运行，m为大于或等于1的正整数，m小于n。

在本发明实施例中，可以为每台锅炉声明一个flag变量，可以设定1台负荷波动响应锅炉的flag＝0，剩余n台锅炉flag值依次为1、2、3…n。

在本发明实施例中，可以将flag＝0的锅炉的启炉压力设定为0.8mpa，停炉压力设定为1.0mpa。将运行的flag＝1，2，3…m的锅炉目标压力值po按照下式进行设定：po＝p+δpt-k·(δpt+δpq)，从而实现对每台锅炉的高效率控制。

可选地，所述方法还可以包括：

当检测出锅炉的蒸汽实时压力值p达到第一预设压力阈值时，控制处于运行状态中的多个锅炉中的至少一个锅炉自动停止；

其中，所述第一预设压力阈值大于所述停炉压力pq。

在本发明实施例中，基于上述的实施例，所述第一预设压力阈值可以包括：1.03mpa-1.05mpa，例如，可以选择1.05mpa。

在本发明实施例中，当蒸汽实时压力p达到1.05mpa时，可以控制处于运行状态中的多个锅炉中的至少一个锅炉自动停止，例如，锁定flag＝m的锅炉，将其目标压力po设定为0.76mpa，该锅炉随即自动停炉，即自动减载。

可选地，所述方法还可以包括：

当检测出锅炉的蒸汽实时压力值p达到第二预设压力阈值，并且处于运行状态的锅炉数量未达到锅炉总数时，启动未处于运行状态的锅炉；

其中，所述第二预设压力阈值小于所述启炉压力pt。

在本发明实施例中，基于上述的实施例，所述第二预设压力阈值可以包括：0.65mpa-0.75mpa，例如，可以选择0.75mpa。

在本发明实施例中，当蒸汽实时压力p达到0.75mpa时，可以启动未处于运行状态的锅炉，例如，在m＜n的情况下，可以至少增加第m+1台锅炉，并将其锅炉目标压力值po按照前述的关系式进行设定，随即启动该锅炉，即实现自动加载。

可选地，所述方法还可以包括：

当检测出锅炉的蒸汽实时压力值p达到所述第二预设压力阈值，并且处于运行状态的锅炉数量达到所述锅炉总数时，进行报警，并退出当前的自动控制模式。

在本发明实施例中，如果m＝n，则可以生成报警，提示已投入最大数量锅炉，并退出当前的自动运行模式。

可选地，所述方法还可以包括：

当检测出锅炉的蒸汽实时压力值p达到第三预设压力阈值，或蒸汽实时压力值p达到第四预设压力阈值时，进行报警，并退出所述自动控制模式；

其中，所述第三预设压力阈值大于所述第一预设压力阈值；所述第四预设压力阈值小于所述第二预设压力阈值。

在本发明实施例中，基于上述的实施例，所述第三预设压力阈值可以包括：1.1mpa-1.15mpa；所述第四预设压力阈值可以包括：0.6mpa-0.65mpa。例如，所述第三预设压力阈值可以选择1.1mpa，所述第四预设压力阈值可以选择0.7mpa。

在本发明实施例中，当蒸汽实时压力值p达到1.1mpa时，可以生成报警，并退出自动模式；当蒸汽实时压力值p达到1.1mpa时，可以生成报警，并退出自动模式。通过所述第三预设压力阈值可以实现高压保护，通过所述第四预设压力阈值可以实现低压保护。

本发明实施例还提供了一种锅炉的群控装置1，如图3所示，包括处理器11和计算机可读存储介质12，所述计算机可读存储介质12中存储有指令，当所述指令被所述处理器11执行时，可以实现上述的锅炉的群控方法。

本发明实施例包括：检测锅炉的蒸汽实时压力值p；根据所述蒸汽实时压力p和预设的关系式计算锅炉目标压力值po；将锅炉的蒸汽压力控制在计算出的所述锅炉目标压力值po的预设范围内；其中，所述锅炉目标压力值po与预设的启炉压力pt的差值小于或等于预设的差值阈值，以使锅炉工作在预设负荷率范围内。通过该实施例方案，既不会更改锅炉自身的负荷控制逻辑，同时又可以实现多台锅炉的自动化高效率运行群控；从而大大降低了锅炉负荷调节、启停控制对人为经验的依赖，提高了蒸汽锅炉的标准化运行水平。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。