一种300mw机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种300MW机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法，该方法包括步骤：⑴将主蒸汽温度与主蒸汽温度设定值作差值运算求出差值A：T1－T2=A,其中，T1为主蒸汽温度，T2为主蒸汽温度设定值；⑵确立差值A与减温水流量B之间的函数关系B=F(A)，这种函数关系的确定方法为通过具体记录一定负荷下300MW机组所需减温水流量的累积量以及过渡时间得到；⑶确立减温水流量B与减温水调整门开度C之间的关系；⑷将差值A与减温水流量B、减温水压力与过热蒸汽压力之差P3以及调整门开度C一一对应，实现减温水的最佳控制，本发明方法提高了调节品质及能源利用率，效果明显，改方法可以应用到各种减温控制的工艺中，应用市场广泛。
【专利说明】—种300MW机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热工自动控制【技术领域】，，尤其是一种300丽机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法。
【背景技术】
[0002]锅炉过热蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全性和经济性的最重要的参数之一，过热汽温过高导致金属温度过高蠕胀增强，降低管道寿命，经常超温可导致过热器管道超温爆管。过热蒸汽温度过低将会降低全厂热效率，一般过热器汽温每降低5?10°C热效率减低1%。因此要求对过热蒸汽温度的控制不超过额定值(给定值)的-10?+5°C。控制对象的特性为惯性大、滞后大、非线性、强耦合的特点，另外影响过热汽温的因素很多例如锅炉负荷、燃料量、烟气扰动(启停制粉)、减温水量(给水压力)等。稳定、准确、快速的对过热汽温进行有效的控制是非常有必要的。
[0003]减温水自动是锅炉最难投的自动之一，减温水自动的三个必要条件是:1、调节阀必须流量特性好，2、内漏量小，3、执行器稳定可靠。在三个必要条件的基础上，如果投入PID调节，则容易产生积分饱和、易超调等弊端，目前缺少一种特别行之有效的方法去控制主蒸汽温度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种300MW机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法。
[0005]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0006]一种300MW机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法，包括以下步骤:
[0007]⑴将主蒸汽温度与主蒸汽温度设定值作差值运算求出差值A:T1 - T2=A,其中，Tl为主蒸汽温度，T2为主蒸汽温度设定值；
[0008]⑵确立差值A与减温水流量B之间的函数关系B=F(A)，这种函数关系的确定方法为通过具体记录一定负荷下300MW机组所需减温水流量的累积量以及过渡时间得到；
[0009]⑶确立减温水流量B与减温水调整门开度C之间的关系；
[0010]⑷将差值A与减温水流量B、减温水压力与过热蒸汽压力之差P3以及调整门开度C 一一对应，实现减温水的最佳控制，其具体步骤如下:
[0011]①确定机组当时负荷FH，以及当时机组主蒸汽温度与设定值之间的差值A ;
[0012]②依据上述两个数据，确定要计算的函数B=F(A),计算出B值；
[0013]③根据P3的大小，确定插值计算的表格，根据B值计算出C值；
[0014]④最终实现缩小差值A到不超过额定值-5V?+5°C的范围。
[0015]而且，所述步骤⑵中函数关系的具体确定方法为:
[0016]①针对300丽机组来试验，50%负荷即FH=15(MW工况下，差值A在O度到15度再回到O度，记录所需减温水流量的累积量以及过渡时间为25t，0.4小时；50%负荷即FH=150MW工况下，差值A在O度到10度再回到O度，所需减温水流量的累积量及过渡时间为18t，0.3小时；
[0017]利用上述数据，进行如下分析:如果温度差值为15度，则采用快速喷水的办法，即将喷水量快速增加至整体累计流量的二分之一，而时间缩短为原来的二分之一，即水量为25t/2=12.5t，而原来一半时间即 0.4h*0.5=0.2h，所以 12.5t/0.2h=62.5t/h，这就是本次计算的瞬时流量，同样10度的瞬时流量计算为18t*2/ (2*0.3h) =60t/h ；
[0018]整理函数阶段，可以将50%负荷的喷水函数设置为四段:第一段偏差A为负数或者零，F51 (A)=0，第二段偏差A为0-10度，函数为F52 (A)=6A;偏差A在10.01-15.00之间采用函数为F53 (A) =60+0.5* (A-10)，偏差A在15度以上，则采用F54 (A) =62.5t/h，其中下标51、52、53、54分别表示50%负荷的第1、2、3、4阶段函数；
[0019]②针对300丽机组来试验，75%负荷即FH=225MW工况下，差值A在O度到15度再回到O度，记录所需减温水流量的累积量以及过渡时间为24t，0.4小时；75%负荷即225丽工况下，差值在O度到10度再回到O度，所需减温水流量的累积量及过渡时间为17t，0.3小时；
[0020]利用上述数据，进行如下分析:如果温度差值为15度，则采用快速喷水的办法，即将喷水量快速增加至整体累计流量的二分之一，而时间缩短为原来的二分之一，即水量为24t/2=12t，而原来一半时间即0.4h*0.5=0.2h，所以12t/0.2h=60t/h，这就是本次计算的瞬时流量，同样10度的瞬时流量计算为17t*2/ (2*0.3h) =56.67t/h，
[0021]整理函数阶段，可以将75%负荷的喷水函数设置为四段:第一段偏差A为负数或者零，F751 (A)=0，第二段偏差 A 为 0-10 度，函数为 F752 (A)=5.7*A;偏差 A 在 10.01-15.00 之间采用函数为F753 (A)=56.67+0.67* (A-10)，偏差A在15度以上，则采用F754 (A)=60t/h，其中下标751、752、753、754分别表示75%负荷的第1、2、3、4阶段函数；
[0022]③针对300丽机组来试验，100%负荷即FH=30(MW工况下，差值A在O度到15度再回到O度，记录所需减温水流量的累积量以及过渡时间为23t，0.4小时；100%负荷即300MW工况下，差值在O度到10度再回到O度，所需减温水流量的累积量及过渡时间为16t，0.3小时；
[0023]利用上述数据，进行如下分析:如果温度差值为15度，则采用快速喷水的办法，即将喷水量快速增加至整体累计流量的二分之一，而时间缩短为原来的二分之一，即水量为23t/2=ll.5t，而原来一半时间即 0.4h*0.5=0.2h，所以 11.5t/0.2h=57.5t/h，这就是本次计算的瞬时流量，同样10度的瞬时流量计算为16t*2/ (2*0.3h) =53.33t/h ；
[0024]整理函数阶段，可以将100%负荷的喷水函数设置为四段:第一段偏差A为负数或者零，F101 (A)=0，第二段偏差A为0-10度，函数为Fltl2 (八)=5.33私；偏差4在10.01-15.00之间采用函数为F103 (A)=53.33+0.83* (A-10)，偏差A在15度以上，则采用F104 (A)=57.5t/h，其中下标101、102、103、104分别表示100%负荷的第1、2、3、4阶段函数；
[0025]④确定函数关系:函数关系为:B=F(A),
[0026]针对额定容量为300MW的发电机组，当机组发电负荷!7H ( 185MW，A≤0，F51 (A)=0 ;0〈A〈10，F52 (A) =6A ;10 ≤ A ≤15，F53 (A) =60+0.5* (A-10)，A > 15，F54 (A) =62.5t/h ；
[0027]机组发电负荷185MW<FH<260MW, A ≤ 0，F751 (A) =0 ;0〈A〈10, F752 (A) =5.7*A ；10 ≤ A ≤ 15，F753 (A) =56.67+0.67* (A-10), A > 15，F754 (A) =60t/h ；
[0028]机组发电负荷ra>260MW，A≤ 0，F101(A)=O ；0<A<10, F102(A)=5.33*A ; 10 ≤ A ≤ 15，F103 (A) =53.33+0.83* (A-10), A > 15，F104 (A) =57.5t/h。
[0029]而且，所述步骤⑶确立减温水流量B与减温水调整门开度C之间的关系的具体步骤如下:
[0030]①当机组减温水压力Pl与过热器出口压力P2之差即P2_P1=P3为2.0MPa时，从
历史记录中记录减温水流量与减温水门开度之间的关系，并总结为如下关系:
[0031]
【权利要求】
1.一种300丽机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法，其特征在于:包括以下步骤: ⑴将主蒸汽温度与主蒸汽温度设定值作差值运算求出差值A:T1 - T2=A,其中，Tl为主蒸汽温度，T2为主蒸汽温度设定值； ⑵确立差值A与减温水流量B之间的函数关系B=F (A)，这种函数关系的确定方法为通过具体记录一定负荷下300MW机组所需减温水流量的累积量以及过渡时间得到； ⑶确立减温水流量B与减温水调整门开度C之间的关系； ⑷将差值A与减温水流量B、减温水压力与过热蒸汽压力之差P3以及调整门开度C一一对应，实现减温水的最佳控制，其具体步骤如下: ①确定机组当时负荷FH，以及当时机组主蒸汽温度与设定值之间的差值A; ②依据上述两个数据，确定要计算的函数B=F(A),计算出B值； ③根据P3的大小，确定插值计算的表格，根据B值计算出C值； ④最终实现缩小差值A到不超过额定值-5°C~+5°C的范围。
2.根据权利要求1所述的300MW机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法，其特征在于:所述步骤⑵中函数关系的具体确定方法为: ①针对300丽机组来试验，50%负荷即FH=150MW工况下，差值A在O度到15度再回到O度，记录所需减温水流量`的累积量以及过渡时间为25t，0.4小时；50%负荷即FH=150MW工况下，差值A在O度到10度再回到O度，所需减温水流量的累积量及过渡时间为18t，0.3小时； 利用上述数据，进行如下分析:如果温度差值为15度，则采用快速喷水的办法，即将喷水量快速增加至整体累计流量的二分之一，而时间缩短为原来的二分之一，即水量为25t/2=12.5t,而原来一半时间即 0.4h*0.5=0.2h，所以 12.5t/0.2h=62.5t/h，这就是本次计算的瞬时流量，同样10度的瞬时流量计算为18t*2/ (2*0.3h) =60t/h ； 整理函数阶段，可以将50%负荷的喷水函数设置为四段:第一段偏差A为负数或者零，F51 (A) =0，第二段偏差A为0-10度，函数为F52 (A) =6A ;偏差A在10.01-15.00之间采用函数为F53 (A) =60+0.5* (A-10)，偏差A在15度以上，则采用F54 (A) =62.5t/h，其中下标`51、52、53、54分别表示50%负荷的第1、2、3、4阶段函数； ②针对300丽机组来试验，75%负荷即FH=225丽工况下，差值A在O度到15度再回到O度，记录所需减温水流量的累积量以及过渡时间为24t，0.4小时；75%负荷即225MW工况下，差值在O度到10度再回到O度，所需减温水流量的累积量及过渡时间为17t，0.3小时； 利用上述数据，进行如下分析:如果温度差值为15度，则采用快速喷水的办法，即将喷水量快速增加至整体累计流量的二分之一，而时间缩短为原来的二分之一，即水量为24t/2=12t，而原来一半时间即0.4h*0.5=0.2h，所以12t/0.2h=60t/h，这就是本次计算的瞬时流量，同样10度的瞬时流量计算为17t*2/ (2*0.3h) =56.67t/h， 整理函数阶段，可以将75%负荷的喷水函数设置为四段:第一段偏差A为负数或者零，F751 (A) =0，第二段偏差 A 为 0-10 度，函数为 F752 (A) =5.7*A ;偏差 A 在 10.01-15.00 之间采用函数为F753 (A)=56.67+0.67* (A-10)，偏差A在15度以上，则采用F754 (A)=60t/h，其中下标751、752、753、754分别表示75%负荷的第1、2、3、4阶段函数； ③针对300丽机组来试验，100%负荷即FH=30(MW工况下，差值A在O度到15度再回到O度，记录所需减温水流量的累积量以及过渡时间为23t，0.4小时；100%负荷即300MW工况下，差值在O度到10度再回到O度，所需减温水流量的累积量及过渡时间为16t，0.3小时；利用上述数据，进行如下分析:如果温度差值为15度，则采用快速喷水的办法，即将喷水量快速增加至整体累计流量的二分之一，而时间缩短为原来的二分之一，即水量为23t/2=ll.5t，而原来一半时间即 0.4h*0.5=0.2h，所以 11.5t/0.2h=57.5t/h，这就是本次计算的瞬时流量，同样10度的瞬时流量计算为16t*2/ (2*0.3h) =53.33t/h ； 整理函数阶段，可以将100%负荷的喷水函数设置为四段:第一段偏差A为负数或者零，F101 (A)=0，第二段偏差 A 为 0-10 度，函数为 F102 (Α)=5.33*Α ;偏差 A 在 10.01-15.00 之间采用函数为 Fltl3 (Α)=53.33+0.83* (Α-10)，偏差 A 在 15 度以上，则采用 Fltl4 (A)=57.5t/h,其中下标101、102、103、104分别表示100%负荷的第1、2、3、4阶段函数； ④确定函数关系:函数关系为:B=F(A)， 针对额定容量为300丽的发电机组，当机组发电负荷!7H ( 185丽，A≤0，F51 (A) =0 ；0〈A〈10，F52 (A) =6A ;10 ≤ A ≤ 15，F53 (A) =60+0.5* (A-10)，A > 15，F54 (A) =62.5t/h ；机组发电负荷 185MW〈FH〈260MW，A ≤ 0，F751(A)=O ；0<A<10, F752(A)=5.7*A ;10 ≤ A ≤ 15，F753 (A) =56.67+0.67* (A-10), A > 15，F754 (A) =60t/h ；
机组发电负荷 FH > 260MW,A ( O7F101 (A)=O ;0〈A〈10,Fltl2 (A)=5.33*A ;10 ≤ A ≤ 15，F103 (A) =53.33+0.83* (A-10), A > 15，F104 (A) =57.5t/h。
3.根据权利要求1所述的300MW机组有效稳定主蒸汽温度的最佳控制方法，其特征在于: 所述步骤⑶确立减温水流量B与减温水调整门开度C之间的关系的具体步骤如下: ①当机组减温水压力Pl与过热器出口压力P2之差即P2-P1=P3为2.0MPa时，从历史记录中记录减温水流量与减温水门开度之间的关系，并总结为如下关系:_
【文档编号】G05B13/00GK103513573SQ201310313739
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】赵毅, 张长志, 王建军, 张应田, 刘卫平, 秦俊海 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司