电站锅炉给水泵最小流量再循环阀控制方法

文档序号:8279834阅读:1789来源:国知局
电站锅炉给水泵最小流量再循环阀控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热能动力工程和自动控制领域,特别是涉及一种电站锅炉给水泵最小 流量再循环阀控制方法。
【背景技术】
[0002] 锅炉给水泵是火力发电厂的重要辅机,对电厂的安全经济运行影响很大。为了保 证给水泵能够正常运行,不产生汽蚀,就必须满足在任何工况下,泵的有效汽蚀余量不能低 于必需汽蚀余量。有效汽蚀余量和必需汽蚀余量均与泵的流量有关,当泵的有效汽蚀余量 与必需汽蚀余量相等时所对应的泵的流量,称为给水泵的最小流量。为了保护给水泵安全, 避免给水泵在低于其最小流量下工作,在给水泵出口处设置有最小流量保护装置,当给水 流量小于最小流量时,自动开启再循环阀,把一部分流量回流到除氧器,从而保证给水泵工 作流量不低于最小流量。
[0003] 给水泵再循环阀工作在高温、高压且前后压差大的工况中,频繁的调整会导致阀 门故障,较小的开度会引起阀芯冲刷,导致内漏影响经济性。另外,再循环阀的开度变化,会 影响到锅炉的给水流量,从而影响锅炉给水自动的调整,严重时可能造成给水自动控制系 统发散,影响机组运行安全。另外,火电机组调峰运行时,常常由于给水泵再循环阀控制策 略的不当,低负荷段给水再循环阀过早打开,增大了机组煤耗、降低了效率,影响了机组运 行的经济性。因此,如何选择给水泵最小流量再循环阀的控制策略,对保证发电机组安全、 经济和稳定运行相当重要。
[0004] 常规的给水泵最小流量再循环控制阀有PID调节控制方法、单一函数控制方法和 回滞曲线函数控制方法。其中PID调节控制方法通过调整再循环阀的开度,对给水泵入口 流量进行PID无差闭环控制,而给水泵入口流量是一个很容易波动的量,容易引起调节阀 频繁的来回波动,有时甚至在两台给水泵并列运行时引起一台泵抢水情况的发生,对锅炉 给水自动的影响较大。同时,在发生给水流量较大扰动时,由于工况的急剧变化,PID调节 往往会发生振荡或动作不及时,严重时可能造成给水自动控制系统发散或给水泵最小流量 保护动作,危及机组安全。
[0005] 单一曲线函数控制方法,根据给水泵入口流量和再循环阀开度指令的关系曲线进 行控制,具有控制简单、直观、响应速度快等优点,但该方法在机组运行过程中阀门动作过 于频繁。单一曲线函数控制本质上是一种比例有差调节方法,在曲线函数设置上,曲线斜率 不能设得太陡,否则会引起调节稳定性变差,但较为平坦的斜率虽然调节稳定,却会造成再 循环阀全关时对应的流量点较高,在机组低负荷调峰工况下,给水再循环阀过早打开,不利 于机组的经济运行。另外,该方法在阀门小开度下,阀门的开启和关闭瞬间容易引起给水流 量的大幅度波动,而流量的波动又影响阀门动作,容易造成阀门反复振荡,对阀门的阀芯冲 刷严重,导致阀门内漏,影响经济性。
[0006] 回滞曲线函数控制方法,是在单一曲线函数的基础上,增加一个调节死区,采用关 闭和开启方向两条曲线函数。当流量增加时,采用关闭方向曲线函数进行控制;当流量降低 时,采用开启方向曲线函数进行控制。两条曲线函数之间的间隙区域为再循环阀关闭与开 启方向转换过程的间隙,在该间隙范围的流量波动不改变阀门开度,相当于给再循环阀的 控制特性增加了具有非线性的间隙环节,间隙特性可以消除流量测量误差以及给水流量波 动对再循环阀控制的影响,避免再循环阀的频繁调整,提高给水系统的稳定性。回滞曲线函 数控制方法与单一曲线函数控制方法一样,存在着机组低负荷工况下,给水再循环阀过早 打开的问题。另外,在再循环阀的较小开度下,间隙环节的特性虽然能够解决阀门反复振荡 的问题,但可能会造成再循环阀在较小的开度下停留过久,由于阀门的前后压差较大,也会 对阀芯造成严重冲刷,导致阀门内漏,影响经济性。

【发明内容】

[0007] 基于此,本发明的目的在于提供一种电站锅炉给水泵最小流量再循环阀控制方 法,其可以实现快速响应、稳定可靠的给水泵再循环阀控制,解决再循环阀调整频繁不稳 定、阀芯冲刷造成内漏、低负荷工况下过早打开造成不经济等问题。
[0008] 为达到上述目的,本发明实施例采用以下技术方案:
[0009] 一种电站锅炉给水泵最小流量再循环阀控制方法,包括步骤:
[0010] 实时采集给水泵的实时转速与给水泵的实际进水流量,或者实时采集给水泵的实 时出口压力与给水泵的实际进水流量;
[0011] 根据给水泵特性曲线,确定给水泵运行安全区内的给水泵最小流量与给水泵转速 或者给水泵出口压力的对应关系;
[0012] 根据所述对应关系、所述实时转速或实时出口压力,确定给水泵的原始最小流量 设定值;
[0013] 将所述原始最小流量设定值叠加预定正值偏置量后,得到给水泵的最终最小流量 设定值;
[0014] 将所述最终最小流量设定值与所述实际进水流量进行比较得到流量偏差信号;
[0015] 将所述流量偏差信号送入回滞曲线函数进行处理,得到控制输出指令;
[0016] 对所述控制输出指令进行上行方向较小时间常数和下行方向较大时间常数的一 阶惯性环节LAG运算处理,得到给水泵再循环阀的阀门开度控制指令;
[0017] 对所述控制输出指令进行函数处理,得到控制量;
[0018] 将所述阀门开度控制指令、所述控制量中的大值作为控制输出信号送到给水泵再 循环阀的阀门开度控制回路,对给水泵再循环阀的阀门开度进行控制。
[0019] 根据如上所述本发明实施例的方案,是根据给水泵特性曲线来确定最小流量的设 定值,负荷降低时,设定值也跟随降低,可以避免机组调峰工况下给水泵再循环阀过早打开 而影响经济性问题;采用回滞曲线函数进行控制,能够防止阀门在小开度下长时间停留,避 免阀芯冲刷造成内漏影响经济性问题;对回滞曲线函数控制输出指令进行上行方向较小时 间常数和下行方向较大时间常数的一阶惯性环节处理和函数处理,较小的时间常数可以提 高阀门开启的响应速度,防止给水泵汽蚀,而较大的时间常数则可以实现平稳控制,防止调 节发生振荡,提高控制稳定性。控制稳定性能的提高,可以将控制曲线函数的斜率设置得较 为陡峭而不会出现控制不稳定的问题,从而降低给水泵再循环阀的开启流量点,解决机组 深度调峰工况下给水泵再循环阀过早打开而影响经济性的问题。控制稳定性能的提高,还 可以提高阀门的预启开度而不会出现阀门开启/关闭引起大流量波动而引发的阀门抖动 问题,更加可靠地避免阀芯冲刷。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例的电站锅炉给水泵最小流量再循环阀控制方法的流程示意 图;
[0021] 图2是一个示例中基于本发明方法提供的控制回路的原理示意图;
[0022]图3是一个具体示例中所选取的机组的汽动给水泵特性曲线图;
[0023] 图4是一个具体示例中的回滞曲线函数的关系曲线图;
[0024] 图5是一个具体示例中的f4(x)的函数关系曲线图;
[0025] 图6是一个具体实施例中的控制回路的实施方案原理示意图。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本 发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明, 并不限定本发明的保护范围。
[0027] 图1中示出了本发发明实施例的电站锅炉给水泵最小流量再循环阀控制方法的 流程示意图。如图1所示,本实施例中的方法包括步骤:
[0028] 步骤S101 :实时采集给水泵的实时转速与给水泵的实际进水流量,或者实时采集 给水泵的实时出口压力与给水泵的实际进水流量;
[0029] 步骤S102 :根据给水泵特性曲线,确定给水泵运行安全区内的给水泵最小流量与 给水泵转速或者给水泵出口压力的对应关系;
[0030] 步骤S103 :根据所述对应关系、所述实时转速或实时出口压力,确定给水泵的原 始最小流量设定值;
[0031] 步骤S104 :将所述原始最小流量设定值叠加预定正值偏置量后,得到给水泵的最 终最小流量设定值;
[0032] 步骤S105 :将所述最终最小流量设定值与所述实际进水流量进行比较得到流量 偏差f目号;
[0033] 步骤S106 :将所述流量偏差信号送入回滞曲线函数进
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