带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法
【专利摘要】一种带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法，在所述协调控制系统中引入完全BTU修正环节(13)，即当前负荷指令通过一个负荷—标准给煤量函数发生器(1301)，产生当前工况下所需的标准给煤量指令，然后与修正后的总燃料量输出信号模块(1409)通过偏差功能模块(1302)进行偏差校正，之后在PID调节器功能模块(1303)中进行PID运算，产生BTU修正系数，BTU修正系数与来自当前实际总给煤量模块(1401)中的实际总给煤量在燃料主控乘法器(1404)中相乘后，通过总给煤量输出信号模块(1409)得到当前锅炉燃烧修正后的总给煤量。本发明解决了所述系统启动和运行过程中存在的虚假煤量问题，从而使测取到的总煤量信号不会大幅波动，而影响协调控制系统的正常运行。
【专利说明】带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及火力发电机组的热工自动控制领域，主要提出和应用了一种新型的带双进双出磨煤机的超超临界火电机组的协调控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前超临界和超超临界火电机组与亚临界火电机组相比具有高效率、低煤耗、低污染排放的特点，采用低氧化氮技术后，在燃烧过程中减少65%的氮氧化合物及其它有害物质的形成，且脱硫率可超98%，可实现节能降耗、环保的目的。因此亚临界火电机组国内基本上不再进行建设，所以深入研究超临界和超超临界火电机组的协调控制技术，有助于提高我国的火力发电机组的运行水平，满足国家节能减排的环保要求。
[0003]超临界和超超临界火电机组目前所配套的制粉系统中的磨煤机大多数为中速磨煤机，而双进双出磨煤机由于从国外引入中国的时间不长，因此很多火力发电厂对双进双出磨煤机的工作特点并不了解。然而与中速磨煤机相比，双进双出磨煤机具有很多优点，它是在单进单出钢球磨煤机基础上发展起来的一种制粉设备，具有烘干、磨粉、选粉、送粉等一体化功能，具有连续作业率高、维修方便、出力和煤粉细度稳定、储存能力大、负荷响应迅速、运行灵活性大、较低的风煤比、适用煤种广、不易受异物影响等优点，适合研磨各种硬度和磨蚀性强的煤种，可以配套于100MW、200MW、300MW、600MW和1000MW大型火力发电机组锅炉的制粉系统，也可用于化工、建材和磷矿等部门作为制粉的设备。
[0004]相比较而言，双进双出磨煤机比目前火力发电厂锅炉制粉设备中的直吹式中速磨煤机、高速风扇式磨煤机具有煤种的适应性广、设备采购单价低、检修维护简单便宜的优点，能极大地降低燃料成本和运行成本，所以火力发电厂逐渐开始大规模的应用双进双出磨煤机，因此深入研究带双进双出磨煤机的协调控制系统的控制策略，有助于提高我国超临界和超超临界火电机组的安全、稳定、经济运行的水平。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种带双进双出磨煤机的超超临界火电机组的协调控制系统及控制方法，用以提高带双进双出磨煤机的协调控制系统的运行水平，使之实现安全、稳定、经济运行。
[0006]所述带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法的技术方案是:在带双进双出磨煤机的超临界或超超临界火电机组的协调控制系统中引入完全BTU修正环节13，即当前负荷指令通过一个负荷一标准给煤量函数发生器1301，产生当前工况下所需的标准给煤量指令，然后与修正后的总给煤量输出信号模块1409通过BTU修正偏差功能模块1302进行偏差校正，之后在BTU修正PID调节器功能模块1303中进行PID运算，通过BTU修正系数输出信号模块1402产生BTU修正系数，BTU修正系数与来自当前实际总给煤量模块1401中的实际总给煤量在燃料主控乘法器1404中相乘后，通过修正后总燃料量输出信号模块1409得到当前锅炉燃烧修正后的总给煤量；依据自动控制理论中的零极点原则，通过合理配置内环调节回路即燃料主控回路14中PID参数用以解决BTU修正环节在实际应用过程中可能造成系统的不稳定问题，燃料主控回路由实际总燃料量输入信号模块1401、来自BTU修正环节的BTU修正系数输出信号模块1402、燃料主控函数功能模块1403、燃料主控乘法器1404、总燃料指令输出信号模块1405、燃料主偏差功能模块1406、燃料主控PID调节器功能模块1407、燃料主控操作器功能模块1408组成；该调节回路为一个快速调节回路，燃料主控PID调节器功能模块1407的PID参数可以配置得比较灵敏，具体数值为:Kp =
2.5，Ti = 45秒；所述BTU修正环节为外环调节回路，是一个慢速调节回路，由负荷一标准给煤量函数发生器1301、BTU修正偏差功能模块1302、BTU修正PID调节器功能模块1303以及BTU修正函数功能模块1304 ；BTU修正PID调节器功能模块1303的PID参数应当配置地比较迟缓，BTU修正环节的PID参数整定方法是:
[0007]当机组运行平稳，机组负荷大于50% MCR工况下，机组的变负荷率小于0.5% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为0.75t/h/min?0.5t/h/min ；
[0008]当机组运行平稳，机组负荷大于50 % MCR工况下，机组的变负荷率在0.5 % MCR/min?1.2% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为0.5t/h/min?0.25t/h/min ；
[0009]当机组运行平稳，机组负荷大于50% MCR工况下，机组的变负荷率大于1.2% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为Ot/h/min。
[0010]在所述引入完全BTU修正环节获得当前锅炉燃烧修正后的总给煤量过程中，基于对双进双出磨煤机的启动规律的试验，在双进双出磨煤机启动过程中，建立容量风门阀位与时间的关系函数和出粉量与时间的关系函数，如表:
[0011]在O分钟?10分钟时,容量风开度为10%,出粉量为Ot/h ；
[0012]在10分钟?20分钟时，容量风开度为25%，出粉量为10t/h ；
[0013]在20分钟?30分钟时，容量风开度为45%，出粉量为30t/h ；
[0014]在30分钟后，容量风开度为65%，出粉量为60t/h左右，整个双进双出磨煤机的启动过程结束，料位完全建立，单台给煤量信号就不再进行任何处理。
[0015]所述负荷一标准给煤量函数发生器1301，用作将机组的实际负荷转换为对应的标准给煤量指令,表明当前负荷工况下对应的标准给煤量应为多少，负荷一标准给煤量函数发生器1301中的函数给出不同煤种在不同负荷工况下的相应热力计算值；所述热力计算值包括给煤量，送风量，各个运行的温度信号，并从不同煤种中选取一种常用的煤种来作为BTU修正环节中负荷一标准给煤量函数发生器1301中的标准煤种，通过热力校核计算得到标准煤种在不同负荷点的标准给煤量，一般从50% MCR?100% MCR之间取10个负荷点。
[0016]前述负荷一标准给煤量函数发生器1301还要通过锅炉的实际性能考核试验来进行校核，在进行锅炉的实际性能考核试验期间，采用与标准煤种相近的煤种来进行锅炉的实际性能考核试验，依照负荷一标准给煤量函数发生器1301中的10个负荷点，进行相关锅炉的实际性能考核试验，锅炉的实际性能考核试验数据作为对负荷一标准给煤量指令的F(X)函数的校核依据，从而对负荷一标准给煤量函数发生器1301的函数进行适当的修正。
[0017]在单台双进双出磨煤机的真实给煤量信号获取后，针对断煤、下煤不均匀、给煤机扰动带来的煤量波动的特殊情况，在入炉总给煤量环节中增加煤量平滑修正环节，当断煤情况发生时，进行30秒的滤波；当下煤不均匀或给煤机扰动带来的煤量波动时，进行5秒的滤波；在机组稳态运行时，控制给煤量的变化速率为6t/h即等同于变负荷率10MW/min ；在机组变负荷运行时，控制给煤量的变化速率为18t/h即等同于变负荷率30MW/min ;机组RunBack(辅机故障减负荷)状态时，控制给煤量的变化速率为600/h即等同于变负荷率1000MW/min ;通过以上环节的参数匹配，用以保证给煤量信号在各种工况下的平稳获取，实现多台双进双出磨煤机的煤量信号的准确处理。
[0018]所述带双进双出磨煤机的超超临界火电机组的协调控制系统中的燃料主控的控制策略如下:
[0019]1、在带双进双出磨煤机的超临界和超超临界火电机组的协调控制系统中完全实现了 BTU(热量单位)修正环节的引入，当前负荷指令通过一个负荷一标准给煤量的函数发生器，产生当前工况下所需的标准给煤量指令，然后与修正后的总给煤量的偏差进行PID运算，产生BTU修正系数，BTU修正系数与当前实际总给煤量相乘后，得到当前锅炉所燃烧的修正后的总给煤量量。
[0020]2、针对过去BTU修正环节在实际应用过程中可能造成系统的不稳定问题。依据自动控制理论中的零极点原则，通过合理配置内环调节回路和外环调节回路中PID参数完全可以解决这一问题。其中BTU修正环节的PID参数是一个变参数，随着负荷变化率的改变而改变的。
[0021]与现有技术相比较，本发明提供的带双进双出磨煤机的超超临界火电机组的协调控制系统所采用的新的控制策略，极大地解决了目前带双进双出磨煤机的超超临界火电机组的协调控制系统所存在的问题。
[0022]首先原有的带双进双出磨煤机的超超临界火电机组的协调控制系统中的控制策略无法解决容量风量信号的可靠性、准确性问题。容量风量信号易受测量装置、测量环境的影响。容量风量信号的取样管由于工作环境恶劣，烟尘浓度高，经常容易堵塞，造成容量风量信号不准，从而带来燃料主控的控制效果不佳，极大地影响了机组负荷满足电网要求的速率。实际运行情况也证明了这一点。当2台1000MW机组相关变送器和相关模块参数设置相同的情况下，测取到的总容量风量相差很大，一台机组的的总容量风量为720t/h，而另一台机组的总容量风量却为550t/h。
[0023]其次原有的带双进双出磨煤机的超临界和超超临界火电机组的协调控制系统中的控制策略无法解决BTU修正环节对容量风量信号中的热值进行修正的问题，由于容量风中的煤粉量的多少是无法实时监测的，容量风——煤粉量的关系函数是不准确的，时常处于一种不稳定状态，所以采用BTU修正环节对得到的BTU修正系数也是不准确的。这样在机组的带负荷运行过程中，给煤量的热值总是经常处于变化状态。使机组负荷无法长期可靠的提供给电网，必然给电网的安全稳定运行带来不稳定因素。
[0024]再次原有的带双进双出磨煤机的超临界和超超临界火电机组的协调控制系统中的控制策略无法解决给水与给煤的稳定配比。超临界和超超临界火电机组的一个重要特点，就是实现给水与给煤的稳定配比。火电机组是通过煤与水的化学作用实现热能来发电，而容量风中的煤粉量的多少是无法实时监测的，所以原有的带双进双出磨煤机的协调控制无法实现稳定的煤水比，从而带来锅炉运行参数(主汽压力、主汽温度等参数)的大幅波动，为机组运行带来安全隐患。
[0025]本发明提供了双进双出磨煤机料位过程建立中真实给煤量信号的获取方法。内容如下:
[0026]1、实现了单台磨煤机的煤量信号处理
[0027]为了解决双进双出磨煤机启动初期建立料位过程中的虚假煤量问题，通过进行双进双出磨煤机的启动规律试验，摸索出了双进双出磨煤机启动过程中，容量风门阀位与时间的关系函数和出粉量与时间的关系函数。建立了双进双出磨煤机启动过程中对给煤量信号的处理环节，保证了双进双出磨煤机料位过程建立中单台磨煤机的真实给煤量信号的获取。
[0028]2、实现了多台双进双出磨煤机的煤量信号处理
[0029]单台双进双出磨煤机的真实给煤量信号获取后，理论上可以通过求和的算法得到多台双进双出磨煤机的总给煤量信号，但在实际运行过程中发现，在特殊情况(如断煤、下煤不均匀、给煤机扰动带来的煤量波动问题等)下，多台双进双出磨煤机的总给煤量信号仍然存在相当大的不准确性。为此设计了相应的逻辑控制策略，对多台双进双出磨煤机的总给煤量信号进行处理，保证信号的稳定性和可靠性。
[0030]与现有技术相比较，本发明提双进双出磨煤机建立料位过程中真实燃料量信号的获取方法，极大地解决了目前带双进双出磨煤机在启动过程中和运行过程中所存在的虚假煤量问题。
[0031]首先解决了双进双出磨煤机启动初期，由于需要有一部分给煤量来建立双进双出磨煤机的料位，从而给入炉燃烧的给煤量带来一个虚假煤量的问题。
[0032]其次解决了特殊情况下(如断煤、下煤不均匀、给煤机扰动带来的煤量波动问题等)，如何保证总煤量信号的平稳的问题，从而使测取到的总煤量信号不会大幅波动，而影响协调控制系统的正常运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制系统流程图；
[0034]图2为双进双出磨煤机启动过程中，容量风门与时间的关系图；
[0035]图3为双进双出磨煤机启动过程中，出粉量与时间的关系图；
[0036]图4为单台双进双出磨煤机给煤量信号处理逻辑原理图；
[0037]图5为总给煤量信号处理逻辑原理图；
[0038]图6为带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制系统的AGC运行考核表。
[0039]在图1的锅炉主控回路11中:1101—锅炉主控偏差功能模块；1102—锅炉主控函数功能模块；1103—锅炉主控微分功能模块；1104—锅炉主控函数功能模块；1105—锅炉主控偏差功能模块；1106—锅炉主控函数功能模块；1107—锅炉主控求和功能模块；1108—锅炉主控PID调节器功能模块；1109—锅炉主控输出信号模块；
[0040]在图1的给水主控回路12中:1201—给水主控函数功能模块；1202—给水主控输出信号模块；1203—给水主控偏差功能模块；1204给水主控PID调节器功能模块；1205给水主控操作器功能模块；1206给水主控输出信号模块A ;1207给水主控输出信号模块B ;
[0041]在图1的BTU修正环节13中:1301—负荷一标准给煤量函数发生器；1302— BTU修正偏差功能模块；1303— BTU修正PID调节器功能模块；1304— BTU修正函数功能模块，1304模块是将1303模块输出值O?100%变换为0.8?1.2，考虑到超超临界机组的非线性的特点，通过1304模块实现BTU修正系数的合理配比；
[0042]在图1的燃料主控回路14中:1401—实际总燃料量输入信号模块；1402BTU修正系数输出信号模块；1403—燃料主控函数功能模块；1404—燃料主控乘法器；1405—总燃料指令输出信号模块；1406—燃料主控偏差功能模块；1407—燃料主控PID调节器功能模块；1408—燃料主控操作器功能模块；1409修正后的总燃料量输出信号模块；1410— A层燃烧器输出信号模块；1411 一B层燃烧器输出信号模块；1412 — C层燃烧器输出信号模块；1413—D层燃烧器输出信号模块；1414一E层燃烧器输出信号模块；1415—F层燃烧器输出信号模块；
[0043]图4中:2101—单台给煤单元加法器模块；2102—单台给煤单元与门运算模块；2103—单台给煤单元RS触发器模块；2104—单台给煤单元与门模块；2105—单台给煤单元切换器模块；2106—单台给煤单元第一时间模块；2107—单台给煤单元第二时间模块；2108—单台给煤单元第三时间模块；2109—单台给煤单元第一切换器模块；2110—单台给煤单元第二切换器模块；2111—单台给煤单元第三切换器模块；2112速率限制模块；
[0044]图5中:3101—总给煤量单元求和模块；3102—总给煤量单元第一切换器模块；3103—总给煤量单元第二切换器模块；3104—总给煤量单元第三切换器模块；3105—总给煤量单元第四切换器模块；3106第五切换器模块；3107—总给煤量单元滤波功能模块；3108—总给煤量单元速率限制模块。
【具体实施方式】
[0045]如图1示。图1是本发明火力发电机组协调控制方法的流程图。本发明主要是对图1中的BTU修正环节和燃料主控回路14进行了优化。
[0046]在图1中的BTU修正环节13中，有一个负荷一标准给煤量指令函数发生器1301，其作用是将机组的实际负荷转换为对应的标准给煤量指令，表明当前负荷工况下对应的标准给煤量应为多少，该负荷一F(X)函数发生器1301中的函数关系主要来源于锅炉厂提供的锅炉热力计算书，在计算书中详细给出了不同煤种在不同负荷工况下的相应热力计算值(包括:给煤量，送风量，各个运行的温度等信号)，从不同煤种中选取一种常用的煤种来作为BTU修正环节中负荷——标准给煤量指令的F(X)函数发生器的标准煤种，通过热力校核计算得到标准煤种在不同负荷点的标准给煤量，一般从50% MCR?100% MCR之间取10个负荷点，从而保证负荷一标准给煤量指令函数的准确性。负荷一标准给煤量指令函数还要通过锅炉的实际性能考核试验来进行校核，在进行锅炉的实际性能考核试验期间，要求采用与标准煤种相近的煤种来进行锅炉的实际性能考核试验，依照负荷——标准给煤量指令的F(X)函数发生器中的10个负荷点，进行相关锅炉的实际性能考核试验。锅炉的实际性能考核试验数据作为对负荷一标准给煤量指令的F(X)函数的校核依据，从而对负荷一标准给煤量指令的F(X)函数进行适当的修正。
[0047]过去BTU修正环节或者根据蒸汽流量对热值的修正，或者根据设计煤种的热值，所燃烧的煤量所产生的热量与实际煤种产生的热量的偏差对燃料进行补偿。
[0048]但目前超超临界机组无法实现对蒸汽流量的准确计算。过去的亚临界机组采用调节级压力可以准确计算蒸汽流量，但目前超超临界机组无调节级压力信号，只能通过给水流量反算蒸气流量，但准确度不高，因此无法在BTU修正环节中采用蒸汽流量对热值的修正。
[0049]根据设计煤种的热值进行BTU修正，一般是由电厂每天对燃料取样化验后的热值通知运行人员，运行人员根据燃烧的产地煤输入燃料热值，来手动修正BTU系数。但这种修正方式，存在严重的修正环节滞后的问题，进入锅炉燃烧的煤种有时受输煤过程中的杂质、天气(如:雨天，雪天)的影响，提供的热值与实际燃烧的燃料热值也有一定的偏差。
[0050]而采用标准给煤量的方式进行BTU修正的方式，较好地解决了这一问题。
[0051]针对过去BTU修正环节在实际应用过程中可能造成系统的不稳定问题。依据自动控制理论中的零极点原则，通过合理配置内环调节回路和外环调节回路中PID参数完全可以解决这一问题。如图1所示，燃料主控回路14是一个内环调节回路，目的是克服燃料的扰动，该调节回路就是一个快速调节回路，燃料主控PID调节器功能模块1407的PID参数可以配置得比较灵敏；而BTU修正环节13是一个外环调节回路，是一个慢速调节回路，BTU修正PID调节器功能模块1303的PID参数应当配置地比较迟缓。据此，通过试验，确定了BTU修正环节的PID参数整定方法，内容如下:
[0052]当机组运行平稳，机组负荷大于50% MCR工况下，机组的变负荷率小于0.5% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为0.75t/h/min?0.5t/h/min。
[0053]当机组运行平稳，机组负荷大于50 % MCR工况下，机组的变负荷率在0.5 % MCR/min?1.2% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为0.5t/h/min?0.25t/h/min。
[0054]当机组运行平稳，机组负荷大于50% MCR工况下，机组的变负荷率大于1.2% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为Ot/h/min。
[0055]通过依据上述原则整定BTU修正环节的PID参数后，燃料主控运行正常。
[0056]本发明实现了双进双出磨煤机建立料位过程中真实燃料量信号的获取。主要内容包括:
[0057]在协调控制系统运行过程中，双进双出磨煤机需要连续启动，而不影响协调控制系统的运行。但在双进双出磨煤机启动过程中，需要有一部分给煤量去建立双进双出磨煤机的料位，而没有参与协调控制系统中燃料主控的运行。这样就带来一个问题，通过普通求和关系得到的机组的总给煤量信号是不准确的，因为总给煤量信号中有一部分是没有进入炉膛燃烧的，而是在双进双出磨煤机中建立料位，因此为了保证带双进双出磨煤机的协调控制系统正常运行的问题，首先要解决单台双进双出磨煤机的给煤量信号的真实性和准确性问题，其次要解决多台双进双出磨煤机的给煤量信号的稳定性问题。
[0058]实现了单台磨煤机的煤量信号处理，请参看图4。
[0059]为了解决双进双出磨煤机启动初期建立料位过程中的虚假煤量问题，根据双进双出磨煤机启动规律，建立了双进双出磨煤机启动过程中对给煤量信号的处理环节，以单台磨煤机的煤量信号处理为列。通过试验，摸索出在双进双出磨煤机启动过程中，建立料位需要的时间大概为25?30min，给煤量大概至少为50t/h，在建立料位的过程中，容量风门在不同的时间开启不同的阀位值，从而保证整个双进双出磨煤机的空气通道的通畅，防止堵煤。同时，在容量风门逐渐开启的过程中，有一部分磨好的煤粉就会进入炉膛燃烧。
[0060]通过观察，以及要求运行人员配合试验，结合一定的容量风门开度，摸索出了下面这条曲线(参看图2和图3)。
[0061]在O分钟?10分钟时，容量风开度为10%，出粉量为Ot/h ；
[0062]在10分钟?20分钟时，容量风开度为25%，出粉量为10t/h ；
[0063]在20分钟?30分钟时，容量风开度为45%，出粉量为30t/h ；
[0064]在30分钟后，容量风开度为65%，出粉量为60t/h左右，整个双进双出磨煤机的启动过程结束，料位完全建立，单台给煤量信号就不再需要进行任何处理了。
[0065]实现了多台双进双出磨煤机的煤量信号处理，请参看图5。
[0066]理论上可以通过求和的算法得到多台双进双出磨煤机的总给煤量信号，但在实际运行过程中发现，在特殊情况(如断煤、下煤不均匀、给煤机扰动带来的煤量波动问题等)下，多台双进双出磨煤机的总给煤量信号仍然存在相当大的不准确性。为此设计了相应的逻辑控制策略，对多台双进双出磨煤机的总给煤量信号进行处理，保证信号的稳定性和可靠性。因此针对特殊情况(如断煤、下煤不均匀、给煤机扰动带来的煤量波动问题等)，在入炉总给煤量环节中增加了煤量平滑修正环节。当断煤情况发生时，进行30秒的滤波；当下煤不均匀或给煤机扰动带来的煤量波动时，进行5秒的滤波；在机组稳态运行时，控制给煤量的变化速率为6t/h (等同于变负荷率10MW/min);在机组变负荷运行时，控制给煤量的变化速率为18t/h(等同于变负荷率30MW/min);机组RunBack(辅机故障减负荷)状态时，控制给煤量的变化速率为600/h(等同于变负荷率1000MW/min)。通过以上环节的参数匹配，保证了给煤量信号在各种工况下的平稳获取。
[0067]与现有技术相比较，本发明提双进双出磨煤机建立料位过程中真实燃料量信号的获取方法，极大地解决了目前带双进双出磨煤机在启动过程中和运行过程中所存在的虚假煤量问题。
[0068]首先解决了双进双出磨煤机启动初期，由于需要有一部分给煤量来建立双进双出磨煤机的料位，从而给入炉燃烧的给煤量带来一个虚假煤量的问题。
[0069]其次解决了特殊情况下(如断煤、下煤不均匀、给煤机扰动带来的煤量波动问题等)，如何保证总煤量信号的平稳的问题，从而使测取到的总煤量信号不会大幅波动，而影响协调控制系统的正常运行。
[0070]从图6中，可以清晰的看出2台1000MW机组采用优化后的带双进双出磨煤机的超超临界火电机组的协调控制系统的逻辑设计后的AGC运行情况，在2014年一季度中的华中电网调度中心的月报中，AGC补偿值远远大于AGC考核值，表明由于AGC运行效果满足电网要求，最终给予一定的奖励电量。这充分说明新型双进双出磨煤机的超超临界火电机组的协调控制系统的逻辑设计是相当成功的。
[0071]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法，其特征在于:在带双进双出磨煤机的超临界或超超临界火电机组的协调控制系统中引入完全BTU修正环节(13)，即当前负荷指令通过一个负荷一标准给煤量函数发生器(1301)，产生当前工况下所需的标准给煤量指令，然后与修正后的总燃料量输出信号模块(1409)通过BTU修正偏差功能模块(1302)进行偏差校正，之后在BTU修正PID调节器功能模块(1303)中进行PID运算，通过BTU修正系数输出信号模块(1402)产生BTU修正系数，BTU修正系数与来自当前实际总给煤量模块(1401)中的实际总给煤量在燃料主控乘法器(1404)中相乘后，通过修正后总给煤量输出信号模块(1409)得到当前锅炉燃烧修正后的总给煤量；依据自动控制理论中的零极点原则，通过合理配置内环调节回路即燃料主控回路(14)中PID参数用以解决BTU修正环节在实际应用过程中可能造成系统的不稳定问题，燃料主控回路由实际总燃料量输入信号模块(1401)、来自BTU修正环节的BTU修正系数输出信号模块(1402)、燃料主控函数功能模块(1403)、燃料主控乘法器(1404)、总燃料指令输出信号模块(1405)、燃料主偏差功能模块(1406)、燃料主控PID调节器功能模块(1407)、燃料主控操作器功能模块(1408)组成，该调节回路为一个快速调节回路，燃料主控PID调节器功能模块(1407)的PID参数可以配置得比较灵敏，具体数值为=Kp = 2.5，Ti = 45秒；所述BTU修正环节(13)为外环调节回路，是一个慢速调节回路，由负荷一标准给煤量函数发生器(1301)、BTU修正偏差功能模块(1302)、BTU修正PID调节器功能模块(1303)以及BTU修正系数函数功能模块(1304)组成；BTU修正PID调节器功能模块(1303)的PID参数应当配置地比较迟缓，BTU修正环节的PID参数整定方法是: 当机组运行平稳，机组负荷大于50% MCR工况下，机组的变负荷率小于0.5% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为0.75t/h/min?0.5t/h/min ； 当机组运行平稳，机组负荷大于50% MCR工况下，机组的变负荷率在0.5% MCR/min?1.2% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为0.5t/h/min?0.25t/h/min ； 当机组运行平稳，机组负荷大于50% MCR工况下，机组的变负荷率大于1.2% MCR/min时，确保经BTU修正环节修正后的给煤量变化率为Ot/h/min。
2.根据权利要求1所述的带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法，其特征在于:在所述引入完全BTU修正环节获得当前锅炉燃烧修正后的总给煤量过程中，基于对双进双出磨煤机的启动规律的试验，在双进双出磨煤机启动过程中，建立容量风门阀位与时间的关系函数和出粉量与时间的关系函数，如表: 在O分钟?10分钟时,容量风开度为10%,出粉量为Ot/h ； 在10分钟?20分钟时，容量风开度为25%，出粉量为10t/h ； 在20分钟?30分钟时，容量风开度为45%，出粉量为30t/h ； 在30分钟后，容量风开度为65%，出粉量为60t/h左右，整个双进双出磨煤机的启动过程结束，料位完全建立，单台给煤量信号就不再进行任何处理。
3.根据权利要求1所述的带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法，其特征在于:所述负荷一标准给煤量函数发生器(1301)，用作将机组的实际负荷转换为对应的标准给煤量指令,表明当前负荷工况下对应的标准给煤量应为多少，负荷一标准给煤量函数发生器(1301)中的函数给出不同煤种在不同负荷工况下的相应热力计算值；所述热力计算值包括给煤量，送风量，各个运行的温度信号，并从不同煤种中选取一种常用的煤种来作为BTU修正环节中负荷一标准给煤量函数发生器(1301)中的标准煤种，通过热力校核计算得到标准煤种在不同负荷点的标准给煤量，一般从50% MCR?100% MCR之间取10个负荷点。
4.根据权利要求1或3所述的带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法，其特征在于:前述负荷——标准给煤量函数发生器(1301)还要通过锅炉的实际性能考核试验来进行校核，在进行锅炉的实际性能考核试验期间，采用与标准煤种相近的煤种来进行锅炉的实际性能考核试验，依照负荷——标准给煤量函数发生器(1301)中的10个负荷点，进行相关锅炉的实际性能考核试验，锅炉的实际性能考核试验数据作为对负荷——标准给煤量指令的F(X)函数的校核依据，从而对负荷——标准给煤量函数发生器(1301)的函数进行适当的修正。
5.根据权利要求1所述的带双进双出磨煤机的超超临界发电机组协调控制方法，其特征在于:在单台双进双出磨煤机的真实给煤量信号获取后，针对断煤、下煤不均匀、给煤机扰动带来的煤量波动的特殊情况，在入炉总给煤量环节中增加煤量平滑修正环节，当断煤情况发生时，进行30秒的滤波；当下煤不均匀或给煤机扰动带来的煤量波动时，进行5秒的滤波；在机组稳态运行时，控制给煤量的变化速率为6t/h即等同于变负荷率10MW/min ;在机组变负荷运行时，控制给煤量的变化速率为18t/h即等同于变负荷率30MW/min ;机组辅机故障减负荷状态时，控制给煤量的变化速率为600/h即等同于变负荷率1000MW/min ;通过以上环节的参数匹配，用以保证给煤量信号在各种工况下的平稳获取，实现多台双进双出磨煤机的煤量信号的准确处理。
【文档编号】F23N1/00GK104390234SQ201410597015
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】王卫涛 申请人:国家电网公司, 国网湖北省电力公司电力科学研究院