基于机组负荷指令的水、风指令产生回路的方法与流程

本发明涉及火力发电厂机组协调控制系统技术领域，特别涉及一种针对双进双出磨煤机制粉系统直流炉机组的基于机组负荷指令的水、风指令产生回路的方法。

背景技术：

超/超超临界机组给水控制需严格遵循水煤比的定值约束，传统的水煤比控制是依据锅炉主控指令通过两个函数分别产生锅炉的给煤指令与给水指令，其中两个函数的对应点的按照锅炉正常运行的煤水比来设定。另外，风、煤之间的关系也是通过这种函数的对应关系实现。然而，对于配置双进双出磨煤机的制粉系统的直流炉机组，由于入炉煤量受外界干扰的因素较多，为了切实保证入炉煤的需求量，锅炉指令的变化幅度可能会因制粉系统运行状态改变而变化。这样一来，实际进入炉膛的给煤量可能变化不大，而锅炉主控却变化大，因而会影响锅炉的给水量与送风机的送风量指令。在实际在此状态下，给水量与风量是无需大幅变化的，因而，这种传统的给水与送风的产生回路对于配有双进双出磨煤机的直流炉而言实际上并不是一种理想的方案，且这种传统方案在双进双出磨煤机制粉系统机组上实施容易导致锅炉正常运行时煤水失调、风煤失调，极大地影响了机组的安全性和经济性。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于机组负荷指令的水、风指令产生回路的方法，以解决目前火力发电厂机组双进双出磨煤机制粉系统中锅炉煤水失调、风煤失调的问题。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于机组负荷指令的水、风指令产生回路的方法，机组负荷指令通过折线函数f(x)得出锅炉相应指令初始值后分别形成三种回路：

第一回路：机组负荷指令、折线函数f11(x)、给水量指令初始值、给水控制系统；

第二回路：机组负荷指令、折线函数f12(x)、一次风风压指令初始值、一次风压力控制系统；

第三回路：机组负荷指令、折线函数f13(x)、风量指令初始值、送风控制系统。

作为优选，所述第一回路中机组负荷指令通过折线函数f11(x)得出给水量指令初始值前，预先引入中间点温度进行校正。

作为优选，所述中间点温度校正通过折线函数f14(x)进行。

作为优选，所述第三回路中机组负荷指令通过折线函数f13(x)得出风量指令初始值前，预先引入氧量进行校正。

作为优选，所述氧量校正通过折线函数f15(x)进行。

作为优选，所述第一回路中机组负荷指令通过折线函数f11(x)后，依次通过超前滞后环节、惯性环节，然后得到给水量指令初始值。

作为优选，所述超前滞后环节起到变负荷时的动态加水功能，以适应锅炉的动态加燃料的过程。

作为优选，所述惯性环节是为了在时间上同燃料量变化相配合，通过该惯性环节来模拟给煤量阶跃对蒸汽流量的产生动态特性与给水阶跃对蒸汽产生动态特性之间的差别。

作为优选，所述第二回路中机组负荷指令通过折线函数f12(x)后，再通过超前滞后环节，以通过一次风压调节磨煤机粉桶内存粉的快速增加或减少，从而协助容量风携带煤粉能力适应机组负荷变化的要求。

作为优选，所述第三回路中机组负荷指令通过折线函数f13(x)后，再通过超前滞后环节，以满足磨煤机先加风后加煤的设置，以及满足炉膛的燃烧过程。

在其中一个实施例中，当机组退出协调控制方式时，机组负荷指令跟踪实际发电功率，因而此时的指令会经常波动，指令回路中的超前滞后环节对上述重要参数的控制回路的扰动量将比较大。为此，需将回路中的超前滞后环节作用减弱甚至取消。特别地，给水回路在机组运行方式切换时，还需对给水量指令初始值进行短暂的跟踪实际给水量，以防负荷指令大幅变化时，给水量指令初始值突变，导致煤与水比例的严重失调。

在其中一个实施例中，当机组突然发生辅机故障减负荷工况时，对于机组的给水指令的产生至关重要。当机组指令按照辅机故障减负荷预定的速率快速减少燃料的过程中，由于锅炉还存在一定的蓄热，此时的给水流量应该比正常运行时给水变化过程要慢，即在给水量指令初始值产生回路中应该将惯性环节的时间常数加长，以使锅炉蓄热与磨煤机切除的速度相符合，保证给水与燃烧两者在辅机故障减负荷工况下的静态与动态的匹配。

本发明为了简化设计，并未采用中间点焓值的控制方法，仍采用传统的中间点温度校正控制方案，主要基于以下三点考虑：

(1)中间点焓值在直流炉控制中普遍认为线性较好，然而在实际工程和应用中，中间点属于微过热区，计算焓值往往会在饱和区和过热区附近切换，其焓值的计算较为复杂，反而不利于系统的正常控制；

(2)目前常用的中间点焓值控制的设定值是由实际机组压力和设计所需的中间点温度产生，并未严格按照设计压力产生，实际上就是中间点温度的单一函数，因而在一定程度上消弱了中间点焓值控制的理想效果；

(3)中间点温度对运行人员而言是非常直观的一个量值，采用这种控制方案有利于运行人员对生产过程的监视和操作。

本发明基于机组负荷指令的水、风指令产生回路的方法，克服了双进双出磨煤机制粉系统入炉煤量波动情况下对其它控制系统产生的不必要的干扰。采用本发明技术方案的重要控制参数指令产生回路的方案，实际起到了多变量控制系统的解耦作用，简化了各个回路控制系统的参数整定过程工作，而且控制系统的控制品质均能达到相关标准的要求。

本发明的方法可以准确的控制双进双出磨煤机制粉系统中锅炉的入炉煤量、给水量以及送风量，有效提升了机组的运行效率，提高了机组的安全性和经济性，有利于推广使用。

【附图说明】

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1是本发明的原理图。

图2是传统的给水、煤量、风量指令产生原理图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如图1所示，一种基于机组负荷指令的水、风指令产生回路的方法，机组负荷指令通过折线函数f(x)得出锅炉相应指令初始值后分别形成三种回路：

第一回路：机组负荷指令、折线函数f11(x)、给水量指令初始值、给水控制系统，所述第一回路中机组负荷指令通过折线函数f11(x)后，依次通过超前滞后环节、惯性环节，其中，通过超前滞后环节起到变负荷时的动态加水功能，以适应锅炉的动态加燃料的过程；通过惯性环节是为了在时间上同燃料量变化相配合，通过该惯性环节来模拟给煤量阶跃对蒸汽流量的产生动态特性与给水阶跃对蒸汽产生动态特性之间的差别；通过超前滞后环节、惯性环节后，再引入中间点温度通过折线函数f14(x)进行校正，引入中间点温度校正控制方案是因为中间点温度值较为简单、直观，且控制效果较为理想。最后得到给水量指令初始值，并作用于机组给水控制系统。

第二回路：机组负荷指令、折线函数f12(x)、一次风风压指令初始值、一次风压力控制系统，所述第二回路中机组负荷指令通过折线函数f12(x)后，先通过超前滞后环节，通过该环节的目的是通过一次风压调节磨煤机粉桶内存粉的快速增加或减少，从而协助容量风携带煤粉能力适应机组负荷变化的要求；通过超前滞后环节后，得到一次风风压指令初始值，并作用于机组一次风压力控制系统。

第三回路：机组负荷指令、折线函数f13(x)、风量指令初始值、送风控制系统，所述第三回路中机组负荷指令通过折线函数f13(x)后，再通过超前滞后环节，通过该环节的目的是满足磨煤机先加风后加煤的设置，以及满足炉膛的燃烧过程；通过超前滞后环节后，再由氧量通过折线函数f15(x)进行校正，得到风量指令初始值，并作用于机组送风控制系统。

在机组运行中，当机组退出协调控制方式时，机组负荷指令跟踪实际发电功率，因而此时的指令会经常波动，指令回路中的超前滞后环节对上述重要参数的控制回路的扰动量将比较大。为此，需将回路中的超前滞后环节作用减弱甚至取消。特别地，给水回路在机组运行方式切换时，还需对给水量指令初始值进行短暂的跟踪实际给水量，以防负荷指令大幅变化时，给水量指令初始值突变，导致煤与水比例的严重失调。

当机组突然发生辅机故障减负荷工况时，机组指令按照辅机故障减负荷预定的速率快速减少燃料的过程中，由于锅炉还存在一定的蓄热，此时的给水流量应该比正常运行时给水变化过程要慢，即在给水量指令初始值产生回路中应该将惯性环节的时间常数加长，以使锅炉蓄热与磨煤机切除的速度相符合，保证给水与燃烧两者在辅机故障减负荷工况下的静态与动态的匹配。

现有技术中，如图2所示，控制机组水煤、风煤之间的比例是通过锅炉主控指令通来实现，但对于配置双进双出磨煤机的制粉系统的直流炉机组，容易造成机组水煤、风煤之间的比例失调。本发明的方法很好的避免上述问题，准确的控制双进双出磨煤机制粉系统中锅炉的入炉煤量、给水量以及送风量，提高了机组的运行效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。