一种rb全工况模拟试验装置及方法
【专利摘要】本发明涉及热工控制及自动化领域，公开了一种火电发电厂的RB全工况模拟试验装置及方法，所述RB全工况模拟试验装置包括：接收模块，用于接收控制系统的仿真指令；模拟模块，用于根据所述仿真指令模拟机组全工况运行，并输出模拟机组全工况运行而生成的机组运行仿真参数；以及验证模块，用于对比所述机组运行仿真参数与对机组进行RB触发而生成的对应的机组运行实际参数，以验证RB控制逻辑的准确性。本发明通过模拟出机组有功功率和主汽压力等参数，能够在触发RB后，验证RB的控制逻辑的正确性和控制效果。
【专利说明】
一种RB全工况模拟试验装置及方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及热工控制及自动化领域，具体地，涉及一种火电发电厂的RB(RUNBACK，快速减负荷)全工况模拟试验装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，在火力发电厂，300MW及以上容量的单元制机组都设计有辅机RB功能。该RB功能的具体含义为:当单元制机组在50%及以上负荷运行时，重要辅机(送风机、引风机、一次风机、给水栗、炉水循环栗等2台及以上运行时)有一台发生故障跳闸，使机组最大理论出力低于当前实际负荷时，机组协调控制系统将机组负荷快速降低到所有辅机实际所能达到的相应出力，并控制机组参数在允许范围内，以保持机组继续运行。因此，RB功能对于保证单元制机组的稳定至关重要，在本领域中，需要通过RB试验来保证单元制机能成功触发RB功能。
[0003]常规的RB试验是在机组的运行状态下，停运2台运行的重要辅机的任一台以触发RB功能，RB动作手，机组协调控制系统转至TF(汽机跟随)方式，锅炉切除燃料(磨煤机、给煤机)，汽机按照预订的滑压定值关小汽轮机调门，便机组负荷在较低的负荷点稳定，RB结束。在RB结束后，再观察机组是否能在运行人员不干预的情况下完成自动减负荷，并检验机组运行的有功功率、主汽压力和汽包水位等参数是否符合要求。但是，由于常规的RB试验需要停运重要辅机，而且RB试验过程本身具有一定的危险性，从而有可能造成机组跳闸。另外，常规的RB试验受机组负荷和工况的限制，在试验前需要联系调度系统以安排试验所需负荷与时间，所以RB试验所需时间较长而且不便于多次进行。因此，常规的RB试验无法充分暴露RB动作过程中的问题，以至于在RB功能的真正动作过程中经常出现控制逻辑问题，从而造成了机组跳闸事件的发生。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种RB全工况模拟试验装置及方法，用于解决传输的RB试验不易操作且易造成机组跳闸的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种RB全工况模拟试验装置，该RB全工况模拟试验装置包括:接收模块，用于接收控制系统的仿真指令;模拟模块，用于根据所述仿真指令模拟机组全工况运行，并输出模拟机组全工况运行而生成的机组运行仿真参数；以及验证模块，用于对比所述机组运行仿真参数与对机组进行RB触发而生成的对应的机组运行实际参数，以验证RB控制逻辑的准确性。
[0006]优选地，所述控制系统为分散控制系统、可编程逻辑控制系统和构成热工控制回路的电器电子控制系统中的任意一者。
[0007]优选地，所述仿真指令包括燃料量指令、汽机调门指令、数字电调流量指令、给水指令、送风机自动调节指令、引风机自动调节指令、一次风机自动调节指令和给煤量自动调节指令中的任意一者或多者。
[0008]优选地，所述机组运行仿真参数包括机组有功功率仿真值、主汽压力仿真值、给水流量仿真值和汽包水位仿真值中的任意一者或多者，并且所述对应的机组运行实际参数包括机组有功功率实际值、主汽压力实际值、给水流量实际值和汽包水位实际值中的任意一者或多者。
[0009]优选地，所述模拟模块被配置为包括机组数学模型，以使所述模拟模块根据所述仿真指令模拟机组全工况运行时，基于所述机组数学模型进行模拟。
[0010]本发明还提供了一种RB全工况模拟试验方法，该RB全工况模拟试验方法包括:接收控制系统的仿真指令;根据所述仿真指令模拟机组全工况运行，并输出模拟机组全工况运行而生成的机组运行仿真参数；以及对比所述机组运行仿真参数与对机组进行RB触发而生成的对应的机组运行实际参数，以验证RB控制逻辑的准确性。
[0011]优选地，所述控制系统为分散控制系统、可编程逻辑控制系统和构成热工控制回路的电器电子控制系统中的任意一者。
[0012]优选地，所述仿真指令包括燃料量指令、汽机调门指令、数字电调流量指令、给水指令、送风机自动调节指令、引风机自动调节指令、一次风机自动调节指令和给煤量自动调节指令中的任意一者或多者。
[0013]优选地，所述机组运行仿真参数包括机组有功功率仿真值、主汽压力仿真值、给水流量仿真值和汽包水位仿真值中的任意一者或多者，并且所述对应的机组运行实际参数包括机组有功功率实际值、主汽压力实际值、给水流量实际值和汽包水位实际值中的任意一者或多者。
[0014]优选地，根据所述仿真指令模拟机组全工况运行包括:根据所述仿真指令，基于机组数学模型模拟机组全工况运行。
[0015]通过上述技术方案，本发明的有益效果是:本发明通过模拟出机组有功功率和主汽压力等参数，能够在触发RB后，验证RB的控制逻辑的正确性和控制效果。具体地，本发明具有以下几个方面的优点:
[0016]I)节省费用，易于实现。
[0017]2)能够通过试验观察RB动作过程中炉膛压力、送风量、一次风压等真实参数的变化，并能够逼真地模拟机组在RB时的机组有功功率和主汽压力、汽包水位等参数的控制效果，大大地减少了试验的成本，提高了 RB动作的成功率和调节质量。
[0018]3)能够使得RB模拟试验变得既方便又逼真，能够提高送风机、引风机、一次风机RB的成功率，提交了机组的安全性，减少了机组的非计划停运。
[0019]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0020]附图是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，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0021]图1是本发明的实施例中的RB全工况模拟试验装置的结构示意图；
[0022]图2是本发明的实施例中的RB全工况模拟试验方法的流程示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]I RB全工况模拟试验装置2 控制系统
[0025]11接收模块12模拟模块
[0026]13验证模块
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0028]本发明的实施例提供了一种RB全工况模拟试验装置，如图1所示，该RB全工况模拟试验装置I包括:接收模块11，用于接收控制系统2的仿真指令;模拟模块12，用于根据所述仿真指令模拟机组全工况运行，并输出模拟机组全工况运行而生成的机组运行仿真参数；以及验证模块13，用于对比所述机组运行仿真参数与对机组进行RB触发而生成的对应的机组运行实际参数，以验证RB控制逻辑的准确性。
[0029]本实施例中，整个RB全工况模拟试验装置可通过工业用计算机来实现，其中所述接收模块11可通过集成在工业用计算机中的数据采集卡来实现，即通过数据采集卡从控制系统2接收仿真指令，而仿真指令可由人工在控制系统2中编辑和发布。
[0030]进一步地，所述模拟模块12被配置为包括机组数学模型，以使所述模拟模块根据所述仿真指令模拟机组全工况运行时，基于所述机组数学模型进行模拟。
[0031]本实施例中，所述模拟模块12在实质上是组成火电厂数字仿真机的重要功能模块，其在仿真机中普遍应用。在本实施例的主要功能是:根据输入的燃料量、汽轮机调门开度、给水调节量、减温水门调节指令，用来获得机组的主要参数如机组有功功率、主汽压力、汽包水位、给水流量等仿真数据。
[0032]机组数学模型的应用使得模拟出的参数与机组实际工况下获得的参数较为接近，从而使取得的机组运行仿真参数更适合用作参考值，以便后续验证机组RB控制逻辑的准确性。据此，所述模拟模块12的功能可通过集成在工业用计算中的机组模型仿真软件来实现。
[0033]进一步地，所述验证模块13主要是实现两组参数的比较，其可以通过工业用计算机自身具备的计算功能来实现，也可通过在工业用计算机中配置单片机或DSP芯片的方式来实现。
[0034]本实施例中，所述控制系统为分散控制系统(Distributed Control System，以下缩写为DCS)、可编程逻辑控制(Programmable Logic Control，以下缩写为PLC)系统和构成热工控制回路的电器电子控制系统中的任意一者。其中，所述构成热工控制回路的电器电子控制系统包括单回路调节器、组件组装仪表、单片机、工业控制计算机等。
[0035]该控制系统能够与单元制机组的重要辅机以及机组协调控制系统通信，从而可根据辅机情况和机组协调控制系统中的数据发送仿真指令，并且还可以获得单元制机组执行RB功能时的相关运行参数。需说明的是，本实施例中可采用的控制系统均是本领域的常规控制系统，故本实施例中不对其结构、原理及具体实施过程进行详细描述。
[0036]其中，所述仿真指令包括燃料量指令、汽机调门指令、数字电调(DigitalElectric Hydraulic Control System，汽轮机数字电液控制系统，简称为数字电调，以下缩写为DEH)流量指令、给水指令、送风机自动调节指令、引风机自动调节指令、一次风机自动调节指令和给煤量自动调节指令中的任意一者或多者。所述仿真指令中指明了需要进行模拟仿真的参数以及对参数进行模拟仿真时所需要的配置等，以使所述RB全工况模拟试验装置可通过模拟仿真输出相应的机组运行仿真参数。
[0037]其中，所述机组运行仿真参数包括机组有功功率仿真值、主汽压力仿真值、给水流量仿真值和汽包水位仿真值中的任意一者或多者，并且对应的机组运行实际参数包括机组有功功率实际值、主汽压力实际值、给水流量实际值和汽包水位实际值中的任意一者或多者。本实施例中，将DCS的燃料量指令、汽轮机阀门指令、给水指令、减温水调门指令发送到模拟模块12，根据模拟模块12的输出值就能得到主要的机组运行仿真参数的数值。
[0038]通过所述验证模块的处理，观察机组运行实际参数与机组运行仿真参数的变化情况，若机组运行实际参数与机组运行仿真参数相一致，则对应的RB控制逻辑是正确的，若机组运行实际参数与机组运行仿真参数不一致，则对应的RB控制逻辑是不正确的，据此可判断RB控制逻辑的正确性或合理性。具体地，在实践中，RB控制的保护和顺序控制逻辑与设计一致，并且在模拟动作过程中机组的主要参数不会引起保护动作机组跳闸，则可认为RB控制逻辑基本正确，具备了实际RB试验的基础，否则可以判断RB控制逻辑不正确，需要进行修改与优化。如果有需求，可在判断出RB控制逻辑不正确或不合理后，对机组的RB控制逻辑进行修改，并在修改后多次利用所述RB全工况模拟试验装置进行模拟来调整RB控制逻辑，以使得最终能够获得正确或合理的RB控制逻辑。
[0039]基于与上述RB全工况模拟试验装置相同的发明思路，本发明的实施例还提供了一种RB全工况模拟试验方法，如图2所示，该RB全工况模拟试验方法包括:
[0040]步骤SI，接收控制系统的仿真指令。
[0041]步骤S2，根据所述仿真指令模拟机组全工况运行，并输出模拟机组全工况运行而生成的机组运行仿真参数。
[0042]步骤S3，对比所述机组运行仿真参数与对机组进行RB触发而生成的对应的机组运行实际参数，以验证RB控制逻辑的准确性。
[0043]其中，所述步骤S1-S3分别通过上述RB全工况模拟试验装置的接收模块11、模拟模块12和验证模块13来实现。另外，在具体操作时，在步骤S3中，优选先将送风机、引风机、一次风机、脱硫增压风机等开启，以模拟满负荷时的状态，再进行RB触发。
[0044]该RB全工况模拟试验方法的具体实施过程与上述的RB全工况模拟试验装置相同或相近，在此不再赘述。
[0045]下面通过一个实施来说明本发明的实施例涉及的RB全工况模拟试验装置及方法所具有的优点。
[0046]该示例基于常规火电机组，该常规火电机组包括有A、B、C、D、E、F六台磨煤机、A引风机、B引风机、A送风机、B送风机、给水栗等重要辅机以及若干测量温度、压力等的仪表(本领域技术人员可任意选择现有的常规火电机组进行实验，因此各辅机和仪表间的连接关系不是本实施例要表达的内容，在此不再多述)。该实例中设置的RB控制逻辑为:A引风机RB动作后，按相应的RB控制逻辑，应该按照E磨煤机-D磨煤机-C磨煤机的顺序，间隔10秒切磨，直至IJ保留A引风机、B引风机或者任意2台磨煤机运行，协调控制系统切至“汽机跟随”方式，汽轮机调节主汽压力，联锁A送风机跳闸，其他自动状态保存不变，机组自动降负荷，直到新的平衡点。经过实际的送、引、一次、增压风机、磨煤机运行并与本实施例的RB全工况模拟试验装置相联，可以观察上述联锁条件的RB控制逻辑是否正确，也可以观察在RB动作过程中炉膛压力等实际参数是否越限，具体的观察方法包括:RB控制的保护和顺序控制逻辑与设计一致，并且在模拟动作过程中机组的主要参数不会引起保护动作机组跳闸，则可认为RB控制逻辑基本正确，具备了实际RB试验的基础，否则可以判断RB控制逻辑不正确，需要进行修改与优化，主参数的越限值取决于电厂的运行规程。因此通过本发明的实施例涉及的RB全工况模拟试验装置及方法能够提高实际RB的动作成功率。
[0047]综上所述，采用上述实施例涉及的RB全工况模拟试验装置及方法，模拟出机组有功功率和主汽压力等参数，能够在触发RB后，验证RB的控制逻辑的正确性和控制效果。具体，本发明的RB全工况模拟试验装置及方法具有以下方面的优点:
[0048]1、节省费用，易于实现。
[0049]2、能够通过试验观察RB动作过程中炉膛压力、送风量、一次风压等真实参数的变化，并能够逼真地模拟机组在RB时的机组有功功率和主汽压力、汽包水位等参数的控制效果，大大地减少了试验的成本，提高了 RB动作的成功率和调节质量。
[0050]3、能够使得RB模拟试验变得既方便又逼真，能够提高送风机、引风机、一次风机RB的成功率，提交了机组的安全性，减少了机组的非计划停运。
[0051]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0052]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0053]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1.一种RB全工况模拟试验装置，其特征在于，该RB全工况模拟试验装置包括: 接收模块，用于接收控制系统的仿真指令； 模拟模块，用于根据所述仿真指令模拟机组全工况运行，并输出模拟机组全工况运行而生成的机组运行仿真参数；以及 验证模块，用于对比所述机组运行仿真参数与对机组进行RB触发而生成的对应的机组运行实际参数，以验证RB控制逻辑的准确性。2.根据权利要求1所述的RB全工况模拟试验装置，其特征在于，所述控制系统为分散控制系统、可编程逻辑控制系统和构成热工控制回路的电器电子控制系统中的任意一者。3.根据权利要求1所述的RB全工况模拟试验装置，其特征在于，所述仿真指令包括燃料量指令、汽机调门指令、数字电调流量指令、给水指令、送风机自动调节指令、引风机自动调节指令、一次风机自动调节指令和给煤量自动调节指令中的任意一者或多者。4.根据权利要求1所述的RB全工况模拟试验装置，其特征在于，所述机组运行仿真参数包括机组有功功率仿真值、主汽压力仿真值、给水流量仿真值和汽包水位仿真值中的任意一者或多者，并且所述对应的机组运行实际参数包括机组有功功率实际值、主汽压力实际值、给水流量实际值和汽包水位实际值中的任意一者或多者。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的RB全工况模拟试验装置，其特征在于，所述模拟模块被配置为包括机组数学模型，以使所述模拟模块根据所述仿真指令模拟机组全工况运行时，基于所述机组数学模型进行模拟。6.一种RB全工况模拟试验方法，其特征在于，该RB全工况模拟试验方法包括: 接收控制系统的仿真指令； 根据所述仿真指令模拟机组全工况运行，并输出模拟机组全工况运行而生成的机组运行仿真参数；以及 对比所述机组运行仿真参数与对机组进行RB触发而生成的对应的机组运行实际参数，以验证RB控制逻辑的准确性。7.根据权利要求6所述的RB全工况模拟试验方法，其特征在于，所述控制系统为分散控制系统、可编程逻辑控制系统和构成热工控制回路的电器电子控制系统中的任意一者。8.根据权利要求6所述的RB全工况模拟试验方法，其特征在于，所述仿真指令包括燃料量指令、汽机调门指令、数字电调流量指令、给水指令、送风机自动调节指令、引风机自动调节指令、一次风机自动调节指令和给煤量自动调节指令中的任意一者或多者。9.根据权利要求6所述的RB全工况模拟试验方法，其特征在于，所述机组运行仿真参数包括机组有功功率仿真值、主汽压力仿真值、给水流量仿真值和汽包水位仿真值中的任意一者或多者，并且所述对应的机组运行实际参数包括机组有功功率实际值、主汽压力实际值、给水流量实际值和汽包水位实际值中的任意一者或多者。10.根据权利要求6至9中任意一项所述的RB全工况模拟试验方法，其特征在于，根据所述仿真指令模拟机组全工况运行包括: 根据所述仿真指令，基于机组数学模型模拟机组全工况运行。
【文档编号】G05B17/02GK105929710SQ201610239191
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】张秋生, 梁华, 马天霆, 朱延海, 胡轶群, 万太浩
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 神华国华（北京）电力研究院有限公司