一种燃油（气）机组协调方式下油枪自动控制方法与流程

本发明燃油（气）机组协调方式下油枪自动控制方法，涉及协调控制领域，应用于燃油燃气机组的燃料增减控制。

背景技术：

目前协调控制系统主要是锅炉侧燃料量增减的控制PID控制满足锅炉热释放与机组能量需求的匹配，汽机侧则是通过PID控制实际负荷与目标负荷的匹配来实现协调控制，而燃烧器的油枪或者天然气气枪投入的数量还是由操作人员自行判断增减或者减少，这样不能称为全自动控制，而是属于一种半自动控制。

技术实现要素：

本发明为了减少操作人员的操作频率，降低由于操作人员的水平差异而对系统产生不同的影响而设计的不同升、降负荷的速率下根据实际负荷与目标负荷的偏差通过负荷偏差自动判断投入或者退出燃料，汽机自动调节负荷，锅炉自动控制油流量，减少运行人员的操作频率。在增负荷的过程中需要增加油枪（气枪），投入角油枪（气枪）指令发出后在油枪（气枪）组在启动时间计时结束后系统没有检测到火检信号视为启动失败则会直接向设定的下一个角发出投入指令；而在降负荷过程中只需要将油阀（气阀）关闭不会出现失败情况，固不考虑失败跳转情况，直接按照设定的顺序退出油枪（气枪）。

技术实现的背景：此项逻辑的设计是以610MW燃油(气)发电机组为背景，锅炉岛燃料系统包括5个子系统：重油系统、原油系统、天然气系统、暖炉轻油系统、轻油点火系统。锅炉单独燃烧重油、原油及天然气，并能够进行油(重油或原油)-气混烧。油气燃烧设备布置在炉膛水冷壁四个切角上，与水冷壁的水冷套法兰相连接，组合出厂。燃烧器成四角切圆燃烧，燃料风（带油枪、气喷嘴）和热风喷嘴采用间隔布置，主油枪有8层，共32根油枪，雾化方式为蒸汽雾化，负责燃烧重油、原油、和暖炉轻油。每只油枪上、下各设有天然气喷嘴，天然气喷嘴共有64只。最下层（A层）和第三层（C层）油枪可切换为暖炉油。每个主油枪的侧面设计一套点火轻油系统，共8层32个，作为每个燃烧角燃料的点火器使用。

逻辑设计如下：

燃料自动投退名词解释

燃料需要增（①与②与③）：① 协调模式下，② 燃料自动投退按钮投入，③ 负荷指令与实际负荷的差大15；

燃料需要减（①与②与③）：① 协调模式下，② 燃料自动投退按钮投入，③ 实际负荷与负荷指令的差大15；

燃料自动投退按钮允许投入条件：①协调模式下，②原油调阀投入自动且调阀后压力1.15MPa<P<1.49MPa，③重油调阀投入自动且调阀后压力1.15MPa<P<1.49MPa，④天然气主调阀投入自动且天然气调阀后压力 80kPa<P<145kPa；

原油油压满足投入条件（①与②与③）：①原油压力 P>1.35MPa，② 原油调阀投入自动，③ 原油压力测点质量为好；

重油油压满足投入条件（①与②与③）：①重油压力 P>1.48MPa，② 重油调阀投入自动，③ 重油压力测点质量为好；

天然气压力满足投入条件（①与②与③）：①天然气压力 P>130kPa，② 天然气主调阀投入自动，③ 天然气压力测点质量为好；

原油油压满足退出条件（①与②与③）：①原油压力 P<1.25MPa，② 原油调阀投入自动，③ 原油压力测点质量为好；

重油油压满足投入条件（①与②与③）：①重油压力 P<1.25MPa，② 重油调阀投入自动，③ 重油压力测点质量为好；

天然气压力满足投入条件（①与②与③）：①天然气压力 P<80kPa，② 天然气主调阀投入自动，③ 天然气压力测点质量为好。

燃料投入、退出时间间隔设定表

负荷升速率 　　时间设定 负荷降速率 　　　 时间设定

（MW/min） （s） 　　　（MW/min） 　　　 （s）

R<3 400 R<3 340

3<R<6 300 3<R<6 300

6<R<12 205 6<R<12 200

12<R<18 100 12<R<18 100

R>18 75 R>18 65

燃料投入逻辑：

设计原则是最上面四层参与燃料自动投退，按照E层—F层—G层—H层，1角—3角—2角—4角的顺序投入，每一角设计有上一个角进失败自动进入逻辑，具体逻辑设计如下：

E层燃料投入逻辑（以原油为例）

E1角自动投入（①与②与③与④）：①E1原油角阀关，②E层选择原油燃料，③燃料需要增，④原油油压满足投入条件；

E3角延时投入（①与②与③与④与⑤）：①E3原油角阀关，②E层选择原油燃料，③燃料需要增，④E1角运行延时(详见燃料投入、退出时间间隔设定表)，⑤原油油压满足投入条件；

E1角点火失败，E3角自动投入（①与② 延时120s与③）：①E1角原油投入指令来，②E1角原油程控启动成功 取非，③原油油压满足投入条件；

E2角延时投入（①与②与③与④与⑤）：①E2原油角阀关，②E层选择原油燃料，③燃料需要增，④E3角运行延时(详见燃料投入、退出时间间隔设定表)，⑤原油油压满足投入条件；

E3角点火失败，E2角自动投入（①与② 延时120s与③）：①E3角原油投入指令来，②E3角原油程控启动成功 取非，③原油油压满足投入条件；

E4角延时投入（①与②与③与④与⑤）：①E4原油角阀关，②E层选择原油燃料，③燃料需要增，④E2角运行延时(详见燃料投入、退出时间间隔设定表)，⑤原油油压满足投入条件；

E2角点火失败，E4角自动投入（①与② 延时120s与③）：①E2角原油投入指令来，②E2角原油程控启动成功 取非，③原油油压满足投入条件。

F层燃料投入逻辑（以原油为例）

F1角延时投入（①与②与③与④与⑤）：①F1原油角阀关，② F层选择原油燃料，③ 燃料需要增，④E4角运行延时(详见燃料投入、退出时间间隔设定表)，⑤ 原油油压满足投入条件；

E4角点火失败，F1角自动投入（①与② 延时120s与③）：①E4角原油投入指令来，②E4角原油程控启动成功取非，③原油油压满足投入条件；

F3角延时投入（①与②与③与④与⑤）：①F3原油角阀关，②F层选择原油燃料，③燃料需要增，④F1角运行延时(详见燃料投入、退出时间间隔设定表)，⑤原油油压满足投入条件；

F1角点火失败，F3角自动投入（①与②延时120s与③）：①F1角原油投入指令来，②F1角原油程控启动成功取非，③原油油压满足投入条件；

F2角延时投入（①与②与③与④与⑤）：①F2原油角阀关，②F层选择原油燃料，③燃料需要增，④F3角运行延时(详见燃料投入、退出时间间隔设定表)，⑤原油油压满足投入条件；

F3角点火失败，F2角自动进（①与② 延时120s与③）：①F3角原油投入指令来，②F3角原油程控启动成功 取非，③原油油压满足投入条件；

F4角延时进入（①与②与③与④与⑤）：①F4原油角阀关，②F层选择原油燃料，③燃料需要增，④F2角运行延时(详见燃料投入、退出时间间隔设定表)，⑤原油油压满足投入条件；

F2角点火失败，F4角自动投入（①与② 延时120s与③）：①F2角原油投入指令来，②F2角原油程控启动成功 取非，③原油油压满足投入条件。

G,H层逻辑与F层逻辑相同。

燃料退逻辑

设计原则是最上面四层参与燃料自动投退，按照H层—G层—F层—E层，4角—2角—3角—1角的顺序退出。具体逻辑设计如下：

H层燃料退出（①或②或③或④或⑤或⑥或⑦或⑧）取非：①H1油火检有火检，②H2油火检有火检，③H3油火检有火检，④H4油火检有火检，⑤H1气火检有火检，⑥H2气火检有火检，⑦H3气火检有火检，⑧H4气火检有火检；

G层燃料切除（①或②或③或④或⑤或⑥或⑦或⑧）取非：①G1油火检有火检，②G2油火检有火检，③G3油火检有火检，④G4油火检有火检，⑤ G1气火检有火检，⑥ G2气火检有火检，⑦G3气火检有火检，⑧G4气火检有火检；

F层燃料切除（①或②或③或④或⑤或⑥或⑦或⑧）取非：①F1油火检有火检，②F2油火检有火检，③F3油火检有火检，④F4油火检有火检，⑤ F1气火检有火检，⑥F2气火检有火检，⑦ F3气火检有火检，⑧F4气火检有火检。

H层燃料退出逻辑（以原油为例）

H层原油需要退（①与②与③）：①H层选择原油燃料，②燃料需要减，③原油油压满足退出条件；

H4角退出（①与②）：①H4原油角阀开，②H层原油需要退；

H2角退出（①与②与③）：①H2原油角阀开，②H层原油需要退，③H4原油角阀关延时（详见燃料投入、退出时间间隔设定表）；

H3角退出（①与②与③）：①H3原油角阀开，②H层原油需要退，③H2原油角阀关延时（详见燃料投入、退出时间间隔设定表）；

H1角退出（①与②与③）：①H1原油角阀开，②H层原油需要退，③H3原油角阀关延时（详见燃料投入、退出时间间隔设定表）；

G层原油需要退（①与②与③）：①G层选择原油燃料，②燃料需要减，③原油油压满足退出条件；

G4角退出（①与②与③）：①G4原油角阀开，②G层原油需要退，③H层燃料切除延时（详见燃料投入、退出时间间隔设定表）；

G2角退出（①与②与③）：①G2原油角阀开，②G层原油需要退，③G4原油角阀关延时（详见燃料投入、退出时间间隔设定表）；

G3角退出（①与②与③）：①G3原油角阀开，② G层原油需要退，③ G2原油角阀关延时（详见燃料投入、退出时间间隔设定表）；

G1角退出（①与②与③）：①G1原油角阀开，②G层原油需要退，③G3原油角阀关延时（详见燃料投入、退出时间间隔设定表）。

F,E层逻辑与G层逻辑相同。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实例和现有技术描述中的功能用附图的形式进行介绍，本发明实例是实现配合协调控制的一种增减燃料的方案，不同的机组可在现有的基础之上进行修改，使其更好的配合现有的系统进行调节。

图1为燃油（气）机组协调方式下燃料自动控制方法燃烧层分布图。

图2为燃油（气）机组协调方式下燃料自动控制方法燃烧角分布图。

图3为燃油（气）机组协调方式下燃料自动控制方法增负荷燃料动作流程图。

图4为燃油（气）机组协调方式下燃料自动控制方法减负荷燃料动作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实例提供燃油（气）机组协调方式下燃料自动控制方法，应用于燃油（气）机组协调控制系统也可单独作为一种增减负荷用燃料投入退出自动控制。锅炉布置为从下而上分布顺序为A、B、C、D、E、F、G、H共有8层，其中自动控制逻辑只涉及到E、F、G、H共4层，增负荷需要增加燃料时自下而上E、F、G、H层逐层增加燃料，减负荷需要减少燃料时自上而下H、G、F、E层逐层减少燃料，每一层有4个燃烧角，每个角有3种燃料可供选择，某一层需要燃烧哪种燃料需要操作人员手动进行选择，逻辑进行判断去自行控制哪种燃料，4个燃烧角的投入顺序为1→3→2→4角根据需要逐个投入，退出顺序为4→2→3→1角根据需要逐个退出。

增加燃料过程：当将机组投入协调控制后，操作人员投入燃料自动投退按钮后，设定一个高于现在负荷的目标值，逻辑进行判断需要增加负荷，判断E1角是否已经投入，如果没有投入油（气）压条件满足后逻辑指令自动投入E1所选择的燃料，如果E1角已经投入则油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动投入E3所选择的燃料，或者E1角燃料在设定的投入时间内没有投入成功油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动投入E3所选择的燃料；E1投入后，此时逻辑判断仍需要增加负荷，判断E3角是否已经投入，如果没有投入在设定的时间到达后油（气）压条件满足后逻辑指令自动投入E3所选择的燃料，如果E3角已经投入则油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动投入E2所选择的燃料，或者E3角燃料在设定的投入时间内没有投入成功油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动投入E2所选择的燃料；E3投入后，此时逻辑判断仍需要增加负荷，判断E2角是否已经投入，如果没有投入在设定的时间到达后油（气）压条件满足后逻辑指令自动投入E2所选择的燃料，如果E2角已经投入则油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动投入E4所选择的燃料，或者E2角燃料在设定的投入时间内没有投入成功油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动投入E4所选择的燃料；E4投入后，此时逻辑判断仍需要增加负荷，判断E4角是否已经投入，如果没有投入在设定的时间到达后油（气）压条件满足后逻辑指令自动投入E4所选择的燃料，如果E4角已经投入则油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动投入F1所选择的燃料，或者E4角燃料在设定的投入时间内没有投入成功油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动投入F1所选择的燃料；按照以上顺序根据机组对负荷的增需求依次按照E、F、G、H层，1→3→2→4角的顺序投入燃料，直到不再需要增加。

减少负荷过程：当将机组投入协调控制后，操作人员投入燃料自动投退按钮后，设定一个低于现在负荷的目标值，逻辑进行判断需要减少负荷，判断H4角是否已经退出，如果没有退出油（气）压条件满足后逻辑指令自动退出H4所选择的燃料，如果H4角已经退出则油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动退出H2所选择的燃料；H4退出后，此时逻辑判断仍需要减少负荷，判断H2角是否已经退出，如果没有退出在设定的时间到达后油（气）压条件满足后逻辑指令自动退出H2所选择的燃料，如果H2角已经退出则油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动退出H3所选择的燃料；H2退出后，此时逻辑判断仍需要减少负荷，判断H3角是否已经退出，如果没有退出在设定的时间到达后油（气）压条件满足后逻辑指令自动退出H3所选择的燃料，如果H3角已经退出则油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动退出H1所选择的燃料；H3退出后，此时逻辑判断仍需要减少负荷，判断H1角是否已经退出，如果没有退出在设定的时间到达后油（气）压条件满足后逻辑指令自动退出H1所选择的燃料；之后判断H层是否已经全部退出，若H层已全部退出在设定的时间到达后，判断G4是否已退出，如果没有退出油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动退出G4所选择的燃料，如果G4角已经退出在设定的时间到达后油（气）压条件满足后逻辑发出指令自动退出G2所选择的燃料；按照以上顺序根据机组对负荷的增需求依次按照H、G、F、E层，4→2→3→1角的顺序退出燃料，直到不再需要减少。