水泥窑余热发电恒压自动发电控制模块及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水泥窑余热发电技术中压力控制方法，特别涉及水泥窑余热发电恒压自动发电控制模块及控制方法。
【背景技术】
[0002]水泥窑余热发电技术是直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收，通过余热锅炉产生蒸气带动汽轮发电机发电。一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度，可解决约60 %的熟料生产自用电，产品综合能耗可下降约18%，每年节约标准煤约2.5万吨，减排二氧化碳约6万吨。对于水泥生产企业来说:可以大幅度减少向社会发电厂的购电量或大幅度减少水泥生产企业燃烧燃料的自备电厂的发电量以大大降低水泥生产能耗；可避免水泥窑废气余热直接排入大气造成的热岛现象，可减少C02等燃烧废物的排放而有利于保护环境。因此水泥窑余热发电为我国水泥工业的发展、节能技术的进步、推动资源综合利用工作的开展做出了重要贡献。
[0003]水泥窑余热发电往往是利用剩余热量发电，热源不稳定，这就导致如果在恒负荷模式下压力就不稳定，压力的不稳定又会导致锅炉水位波动大，汽轮机受力变化大，减少汽轮机寿命。由于温度波动频繁，因此要求操作员要长期集中精力观察压力变化并做出调整，由于人的精力有限，长期机械操作容易产生麻痹感，时间长了，导致压力波动大，影响了系统的稳定，减少了汽轮机的寿命，同时也浪费了热量，减少了发电量。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种水泥窑余热发电恒压自动发电控制模块，通过该控制模块将水泥窑余热发电过程中汽轮机进气压力波动控制在较小的范围，解决人为调整负荷控制压力时，由于反应较慢，造成压力波动大，工况不稳定，减少了锅炉热效率，也损害了汽机使用寿命的问题。
[0005]本发明的另一目的在于，提供一种泥窑余热发电恒压自动发电控制方法。
[0006]本发明的第一目的通过下述技术方案实现:一种水泥窑余热发电恒压自动发电控制模块，包括
[0007]进气压力信号获取模块:用于获取汽轮机进气压力信号；
[0008]进气压力测量模块:用于根据汽轮机进气压力信号测量出汽轮机的进气压力值；
[0009]进气压力目标值设定模块:用于设定汽轮机进气压力目标值和设定进气压力目标值的死区，根据死区获取进气压力目标值的上限值和进气压力目标值的下限值；
[0010]进气压力判定模块:用于将汽轮机的进气压力值与进气压力目标值的上限值和进气压力目标值的下限值进行比较；
[0011]升负荷指令控制模块:用于在进气压力值大于等于进气压力目标值的上限值时，发送汽轮机升负荷脉冲指令；
[0012]以及降负荷指令控制模块:用于在进气压力值小于等于进气压力目标值的下限值时，发送汽轮机降负荷脉冲指令。
[0013]优选的，还包括:升/降升负荷脉冲持续时间设定模块，用于设定升负荷指令控制模块发送的汽轮机升负荷脉冲以及降负荷指令控制模块发送的汽轮机降负荷脉冲的持续时间PTl ；
[0014]升/降升负荷脉冲持续时间设定模块，用于设定升负荷指令控制模块发送的汽轮机升负荷脉冲之间的间隔时间以及降负荷指令控制模块发送的汽轮机降负荷脉冲之间的间隔时间。
[0015]优选的，还包括:升负荷指令手动驱动模块，用于驱动升负荷指令控制模块发送汽轮机升负荷脉冲指令；
[0016]降负荷指令手动驱动模块，用于驱动降负荷指令控制模块控制发送汽轮机降负荷脉冲指令；
[0017]手动和自动工作模式控制模块，用于控制水泥窑余热发电恒压自动发电控制模块的工作模式为自动工作模式或手动工作模式；当为手动工作模式时，通过升负荷指令手动驱动模块驱动升负荷指令控制模块发送汽轮机升负荷脉冲指令，或者降负荷指令手动驱动模块驱动降负荷指令控制模块控制发送汽轮机降负荷脉冲指令。
[0018]优选的，还包括:油动机行程获取模块，用于获取油动机行程，其中油动机为用于调节汽轮机上进气阀门开度的设备，油动机行程代表了汽轮机上进气阀门的开度；
[0019]油动机行程上限值设定模块，用于设定油动机行程上限值；
[0020]油动机行程判定模块，用于判定油动机行程是否超过油动机行程上限值，若是，则控制锁定升负荷指令控制模块，阻止汽轮机升负荷脉冲指令的发送，直到油动机行程小于油动机行程上限值时，解除锁定。
[0021]更进一步的，还包括:汽轮机瞬时功率获取模块，用于获取汽轮机瞬时功率，以计算出汽轮机的实际发电量；
[0022]汽轮机的功率上限值设定模块，用于设定汽轮机的功率上限值；
[0023]汽轮机瞬时功率判定模块，用于判定汽轮机的实际发电量是否超过汽轮机的功率上限值，若是，则控制锁定升负荷指令控制模块，阻止汽轮机升负荷脉冲指令的发送，直到汽轮机进气压力值小于进气压力目标值的上限值时或者水泥窑余热发电恒压自动发电控制模块进入手动工作模式时，解除锁定。
[0024]本发明的第二目的通过下述技术方案实现:一种水泥窑余热发电恒压自动发电控制方法，步骤如下:
[0025]S1、设定汽轮机进气压力目标值、进气压力目标值的上限值和进气压力目标值的下限值，并且获取汽轮机进气压力信号，根据汽轮机进气压力信号测量出汽轮机的进气压力值；
[0026]S2、将汽轮机的进气压力值与进气压力目标值的上限值和进气压力目标值的下限值进行比较；若汽轮机的进气压力值大于等于进气压力目标值的上限值，则进入步骤S3 ;若汽轮机的进气压力值小于等于进气压力目标值的下限值，则进入步骤S4 ;
[0027]S3、每隔一段时间自动发一次升负荷脉冲指令，直到汽轮机进气压力值小于进气压力目标值的上限值时，停止升负荷脉冲指令的发送；
[0028]S4、每隔一段时间自动发一次降负荷脉冲指令，直到汽轮机进气压力值大于进气压力目标值的下限值时，停止降负荷脉冲指令的发送。
[0029]优选的，所述步骤SI还包括设定用于调节汽轮机上进气阀门开度的油动机行程上限值，并且获取油动机行程信号；
[0030]所述步骤S2中还包括判定当前汽轮机油动机行程是否超过油动机行程上限值，在所述步骤S2中，在汽轮机的进气压力值大于等于进气压力目标值的上限值的同时油机行程未超过油机行程上限时，则进入步骤S3 ;若当前汽轮机油动机行程超过油动机行程上限值，则进入以下步骤S5;
[0031]S5、控制锁定汽轮机升负荷脉冲指令的发送，即阻止汽轮机升负荷脉冲指令的发送，直到油动机行程小于油动机行程上限值时，解除锁定。
[0032]优选的，所述步骤SI还包括设定汽轮机的功率上限值，并且获取汽轮机瞬时功率，然后根据汽轮机瞬时功率计算出汽轮机的实际发电量；
[0033]所述步骤S2中还包括判定汽轮机的实际发电量是否超过功率上限，在所述步骤S2中，在汽轮机的进气压力值大于等于进气压力目标值的上限值的同时汽轮机的实际发电量未超过功率上限时，则进入步骤S3 ;若汽轮机的实际发电量超过功率上限，则进入以下步骤S5 ；
[0034]S5、控制锁定汽轮机升负荷脉冲指令的发送，即阻止汽轮机升负荷脉冲指令的发送，直到汽轮机进气压力值小于进气压力目标值的上限值或为手动工作模式时，解除锁定。
[0035]优选的，所述步骤SI还包括:设定用于调节汽轮机上进气阀门开度的油动机行程上限值，并且获取油动机行程信号；设定汽轮机的功率上限值，并且获取汽轮机瞬时功率，然后根据汽轮机瞬时功率计算出汽轮机的实际发电量；
[0036]所述步骤S2中还包括判定当前汽轮机油动机行程是否超过油动机行程上限值以及判定汽轮机的实际发电量是否超过汽轮机的功率上限值，在所述步骤S2中，在汽轮机的进气压力值大于等于进气压力目标值的上限值的同时油机行程未超过油机行程上限，且汽轮机的实际发电量未超过汽轮机的功率上限值时，则进入步骤S3 ;若当前汽轮机油动机行程超过油动机行程上限值，和/或汽轮机的实际发电量超过功率上限，则进入以下步骤S5 ;
[0037]S5、控制锁定汽轮机升负荷脉冲指令的发送，即阻止汽轮机升负荷脉冲指令的发送，直到油动机行程小于油动机行程上限值时，并且汽轮机进气压力值小于进气压力目标值的上限值或进入到手动工作模式时，解除锁定。
[0038]优选的，还包括手动工作模式，当为手动工作模式时，操作人员人为驱动发送汽轮机升负荷脉冲指令，或者人为驱动发送汽轮机降负荷脉冲指令。
[0039]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0040](I)本发明根据汽轮机进气压力信号测量出汽轮机的进气压力值，然后将汽轮机的进气压力值与进气压力目标值的上限值和进气压力目标值的下限值进行比较，在汽轮机进气压力值大于等于进气压力目标值的上限值时，发送汽轮机升负荷脉冲指令，在进气压力值小于等于进气压力目标值的下限值时，发送汽轮机降负荷脉冲指令。通过本发明将水泥窑余热发电过程中汽轮机进气压力波动自动控制在较小的范围，解决人为调整负荷控制压力时，由于反应较慢造成压力波动大、工况不稳