一种超临界机组干湿态自动转换控制方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本发明属于火电厂热工自动控制领域，是一种既可以避免干/湿态的交替转换，又可以有效避免锅炉水冷壁发生超温问题的控制方法。
二、【背景技术】
[0002]由于超临界参数火力发电机组在经济、环保方面的显著优势，该类型机组成为各大发电集团重点发展的对象。然而，由于没有成熟的控制技术，目前超临界参数机组的干/湿态转换多采用人工手动操作方式，造成机组干/湿态频繁切换、转态时间长，水冷壁极易超温等问题频繁出现，影响机组的稳定运行。因此，研究一种超临界机组干/湿态自动转换的控制方法成为现实的迫切要求。
[0003]通过本发明的方法，当逻辑判断达到干/湿态转换条件时，控制逻辑自动实现机组干/湿态的转换，自动无扰切换相应自动调节的被调量与设定值；转态过程中，能够自动采用干/湿态转换控制参数，保证转态过程的可靠与稳定。
[0004]目前，对超临界机组干/湿态自动转换的研究尚处于起步阶段，我们研究的主要内容是通过在火电机组主控制系统中进行逻辑搭建，来实现超临界机组干/湿态的自动转换。这种方法不增加购置设备的费用，实现手段简便、易行。
[0005]本发明相关的技术途径和实施的关键内容均未曾公开过。
三、
【发明内容】
[0006]本发明的目的是:提供一种既可以避免干/湿态的交替转换，又可以有效避免锅炉水冷壁发生超温问题的超临界机组干/湿态转换控制方法。通过在超临界机组DCS系统中增加控制逻辑，实现机组干/湿态转换的自动判断、干/湿态转换过程给水流量调节的自适应调整、干/湿态转换过程控制参数的自适应控制，减少转态过程中的人为工作量，避免干/湿态的频繁切换，实现干/湿态转换的顺利进行，使机组的运行稳定性更高。
[0007]本发明目的是这样实现的，其步骤为:
[0008](一 )超临界机组湿态运行，给水控制调节本生流量
[0009]超临界机组处于湿态运行方式时，给水控制主要调节锅炉本生流量，本生流量设定值由人工直接设置。此时，炉水循环栗处于运行状态，中间点温度未产生过热度。
[0010]给水控制被调量(Fpv):
[0011]Fpv= F总给水量
[0012]其中，Fpv—给水控制PID被调量；
[0013]F,@水量一省煤器入口总给水流量；
[0014]给水控制设定值(Fsp):
[0015]Fsp= F手动设定
[0016]其中，Fsp—给水控制PID设定值；
[0017]—给水控制PID手动设定值；
[0018](二)超临界机组负荷升至湿态转干态控制点时，通过自动判断或人工确认，开始湿态转干态过程；湿态转干态过程中，炉水循环栗运行，给水控制调节净给水流量，中间点温度控制建立过热度
[0019]超临界机组湿态转干态过程中，给水控制被调量由锅炉本生流量转化为净给水流量，给水控制设定值由人工设定的本生流量设定值转化为锅炉主控指令对应的给水流量指令与中间点温度控制给水指令校正量之和；中间点温度控制被调量为中间点温度，设定值为中间点压力对应的饱和温度与经过速率限制的初始过热度之和，PID模块的比例、积分系数为干/湿态转换系数。
[0020]给水控制被调量(Fpv):
[0021]Fpv= F总给水量循环水量
[0022]其中，Fpv—给水控制PID被调量；
[0023]F,@水量一省煤器入口总给水流量；
[0024]F循环水量一炉水循环栗水流量；
[0025]给水控制设定值(Fsp):
[0026]Fsp= F BD+F过热餓正量
[0027]其中，Fsp—给水控制PID设定值；
[0028]Fbd—锅炉主控指令对应给水流量指令；
[0029]Faiftsei1-中间点温度控制给水指令校正量。
[0030]中间点温度控制被调量为中间点温度Fipt pv。
[0031]中间点温度fe制设走值Fipt SP:
[0032]Fiptsp — F ipp+F初始过热度 XFLMn
[0033]其中，Fipt PV—中间点温度控制PID被调量；
[0034]Fipt SP—中间点温度控制PID设定值；
[0035]Fwisa热貞一中间点温度控制在湿态转干态过程中的初始过热度；
[0036]Fm-湿态转干态过程中的初始过热度的速率限制函数，限制时间按照工艺设定;
[0037]Fipp—中间点压力对应的饱和温度；
[0038]中间点温度控制PID参数:
[0039]Fpid kp — F 干 / 湿态转换 κρ
[0040]Fpid T1= F 干 / 湿态转换 τι
[0041]其中，Fpid KP—中间点温度控制PID模块比例系数；
[0042]Fpid TI一中间点温度控制PID模块积分系数；
[0043]—中间点温度控制PID模块干/湿态转换时的比例系数；
[0044]Ftxwrti 一中间点温度控制PID模块干/湿态转换时的积分系数；
[0045](三)超临界机组中间点温度过热度超过干态判断门槛值且保持一定时间后，机组即处于干态运行阶段；干态运行时，炉水循环栗停运，给水控制调节净给水流量(净给水流量=主给水流量)，中间点温度控制正常调节中间点温度
[0046]超临界机组干态运行阶段，给水控制被调量为净给水流量(炉水循环栗水流量为0，净给水流量=主给水流量)，给水控制设定值为锅炉主控指令对应的给水流量指令与中间点温度控制给水指令校正量之和；中间点温度控制被调量为中间点温度，设定值为中间点压力对应的饱和温度、当前负荷指令对应的过热度、人工设定偏置三者之和，PID模块的比例、积分系数为干态系数；
[0047]给水控制被调量(Fpv):
[0048]Fpv= F ,自,给水；I _F循环水量
[0049]其中，Fpv—给水控制PID被调量；
[0050]F,@水量一省煤器入口总给水流量；
[0051 ] FijPf7jtl —炉水循环栗水流量，干态时为O ;
[0052]给水控制设定值(Fsp):
[0053]Fsp= F BD+F过热餓正量
[0054]其中，Fsp—给水控制PID设定值；
[0055]Fbd—锅炉主控指令对应给水流量指令；
[0056]F过热度校正量一中间点温度fe制给水指令fe正3；；
[0057]中间点温度控制被调量为中间点温度Fipt pv；
[0058]中间点温度fe制设走值Fipt SP:
[0059]Fipt sp — F IPP+F负荷指令+F人工偏置
[0060]其中，Fipt PV—中间点温度控制PID被调量；
[0061 ] Fipt SP—中间点温度控制PID设定值；
[0062]Fipp—中间点压力对应的饱和温度；
[0063]当前负荷指令对应的过热度；
[0064]一人工设置的过热度偏置校正值；
[0065]中间点温度控制PID参数:
[0066]Fpid kp — F 干态 κρ
[0067]Fpid ti — F 干态 π
[0068]其中，Fpid KP—中间点温度控制PID模块比例系数；
[0069]Fpid TI一中间点温度控制PID模块积分系数；
[0070]FT；feKP —中间点温度控制PID模块干态运行时的比例系数；
[0071]Ftssti—中间点温度控制PID模块干态运行时的积分系数；
[0072](四)超临界机组负荷降低至干态转湿态控制点时，通过自动判断或人工确认，开始干态转湿态过程；干态转湿态过程中，炉水循环栗停运，给水控制调节净给水流量(炉水循环栗停运时，炉水循环栗水流量为0，净给水流量=主给水流量；转为湿态后，炉水循环栗根据条件联启，净给水流量=主给水流量-炉水循环栗水流量)，中间点温度控制逐步减少过热度至零
[0073]超临界机组干态转湿态过程中，给水控制被调量为净给水流量(炉水循环栗停运时，炉水循环栗水流量为0，净给水流量=主给水流量；转为湿态后，炉水循环栗根据条件联启，净给水流量=主给水流量-炉水循环栗水流量)，给水控制设定值为锅炉主控指令对应的给水流量指令与中间点温度控制给水指令校正量之和；中间点温度控制被调量为中间点温度，设定值为中间点压力对应的饱和温度与经过速率限制的零过热度之和，PID模块的比例、积分系数为干/湿态转换系数；
[0074]给水控制被调量(Fpv):
[0075]Fpv= F总给水量循环水量
[0076]其中，Fpv—给水控制PID被调量；
[0077]F,@水量一省煤器入口总给水流量；
[0078]F循环水量一炉水循环栗水流量；
[0079]给水控制设定值(Fsp):
[0080]Fsp= F BD+F过热餓正量
[0081 ]其中，Fsp—给水控制PID设定值；
[0082]Fbd—锅炉主控指令对应给水流量指令；
[0083]—中间点温度te制给水指令fe正M ;
[0084]中间点温度控制被调量为中间点温度Fipt pv；
[0085]中间点温度te制设走值Fipt SP:
[0086]Fiptsp — F ipp+F零过热度 XFlmt2
[0087]其中，Fipt PV—中间点温度控制PID被调量；
[0088]Fipt SP—中间点温度控制PID设定值；
[0089]Fftl热度一中间点温度控制在干态转湿态过程中的零过热度；