專利名稱：快速自適應(yīng)燃煤熱值變化的超臨界機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火電廠熱工自動(dòng)控制領(lǐng)域，是一種能快速自適應(yīng)燃煤熱值變化的超臨界機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)電力仍以火力發(fā)電為主，此現(xiàn)狀還將持續(xù)數(shù)十年。超臨界機(jī)組具有大型化、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，目前我國(guó)新建與改建火電機(jī)組以超臨界機(jī)組為主，隨著小容量火電機(jī)組的逐步淘汰，超臨界機(jī)組將成為主力發(fā)電機(jī)組。隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)有不少火電機(jī)組的燃煤經(jīng)常偏離設(shè)計(jì)值。煤質(zhì)變差且變化較大，協(xié)調(diào)控制被控對(duì)象成為嚴(yán)重的時(shí)變非線性系統(tǒng)，使機(jī)組的協(xié)調(diào)控制與自動(dòng)發(fā)電控制功能不能較好投用，嚴(yán)重影響電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的調(diào)度。協(xié)調(diào)控制與自動(dòng)發(fā)電控制功能在差煤質(zhì)或煤質(zhì)變化較大時(shí)，存在機(jī)組主參數(shù)波動(dòng)大、負(fù)荷變動(dòng)速率低、負(fù)荷控制精度低、鍋爐穩(wěn)燃性能差等安全與經(jīng)濟(jì)不利因素。因此研究帶煤質(zhì)自適應(yīng)的機(jī)組協(xié)調(diào)與自動(dòng)發(fā)電控制方法是現(xiàn)實(shí)與迫切的要求。通過本發(fā)明的方法，實(shí)現(xiàn)超臨界機(jī)組燃料、協(xié)調(diào)控制及風(fēng)量等機(jī)組主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)的煤質(zhì)自適應(yīng)，使煤質(zhì)變化后在要求的負(fù)荷變化率與負(fù)荷變動(dòng)范圍內(nèi)，能保證機(jī)組的協(xié)調(diào)控制與自動(dòng)發(fā)電控制指標(biāo)；同時(shí)在負(fù)荷變動(dòng)中風(fēng)、煤等主參數(shù)變化更平滑，穩(wěn)態(tài)時(shí)風(fēng)、煤等變化更平穩(wěn)， 進(jìn)一步減小機(jī)組主參數(shù)的調(diào)節(jié)偏差，使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性更高；減小內(nèi)、外部的擾動(dòng)對(duì)協(xié)調(diào)控制與自動(dòng)發(fā)電控制調(diào)節(jié)的影響，使機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性更高。目前，對(duì)于煤質(zhì)測(cè)量與校核方法有以下幾種
1、離線分析。通過定時(shí)取樣燃煤，經(jīng)燒灼法的分析儀測(cè)量計(jì)算出煤的灰份、水分、熱值等重要指標(biāo)。通過采樣化驗(yàn)煤質(zhì)的方法盡管具有很高的分析精度，但存在較大的采樣誤差， 而且至少要數(shù)小時(shí)才能分析出結(jié)果，對(duì)實(shí)時(shí)燃燒調(diào)整和優(yōu)化運(yùn)行的促進(jìn)作用非常有限。2、在線分析。是通過安裝在煤場(chǎng)口、給煤機(jī)出口等地方的基于射線、微波等技術(shù)的在線分析儀，測(cè)量計(jì)算煤的熱值、灰份、水分等值。煤質(zhì)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確地對(duì)入爐煤進(jìn)行實(shí)時(shí)分析測(cè)量，達(dá)到有效把握和控制煤炭質(zhì)量的目的，使燃煤質(zhì)量更具科學(xué)性和可靠性，在提高電力生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性、實(shí)現(xiàn)過程控制方面具有極其重要的意義和巨大的經(jīng)濟(jì)潛力。該技術(shù)從80年代中期開始就在美國(guó)、澳大利亞和歐洲得到了較快地發(fā)展，近10年才引入國(guó)內(nèi)。設(shè)備多為進(jìn)口，價(jià)格較高，多用于選煤廠和洗煤廠，在電廠的應(yīng)用業(yè)績(jī)也較少。3、目前還有根據(jù)設(shè)計(jì)煤種的熱值，所燃燒的煤量應(yīng)該產(chǎn)生的熱量與實(shí)際煤種產(chǎn)生熱量的偏差對(duì)燃料進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。這種BTU修正的方法在實(shí)際應(yīng)用中往往造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。燃料回路作為控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)應(yīng)盡快克服燃料的擾動(dòng)，其控制目的是在穩(wěn)定的負(fù)荷工況下保證壓力或負(fù)荷的穩(wěn)定，任何汽機(jī)側(cè)的外擾不應(yīng)該構(gòu)成對(duì)燃料的擾動(dòng)。如果以蒸汽流量修正燃料量，當(dāng)汽機(jī)調(diào)門發(fā)生擾動(dòng)(如一次調(diào)頻)使蒸汽流量發(fā)生變化，必然導(dǎo)致燃料的變化，使燃料控制系統(tǒng)不能穩(wěn)定的運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煤質(zhì)的快速實(shí)時(shí)軟測(cè)量方法，對(duì)火電機(jī)組的燃料、協(xié)調(diào)及風(fēng)量等主要控制系統(tǒng)進(jìn)行煤質(zhì)自適應(yīng)控制。同時(shí)提供一種完善的協(xié)調(diào)控制方案，使機(jī)組在負(fù)荷變動(dòng)中風(fēng)、煤等主參數(shù)變化更平滑，穩(wěn)態(tài)時(shí)風(fēng)、煤等變化更平穩(wěn)，進(jìn)一步減小機(jī)組主參數(shù)的調(diào)節(jié)偏差，使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性更高；減小機(jī)組內(nèi)、外部的擾動(dòng)對(duì)協(xié)調(diào)與自動(dòng)發(fā)電控制調(diào)節(jié)的影響，使機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性更高。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
快速自適應(yīng)燃煤熱值變化的超臨界機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，該方法包括下列步驟
①由汽機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)壓力、汽水分離器壓力、給煤量、機(jī)組負(fù)荷參數(shù)綜合快速計(jì)算出代表燃煤熱值變化的參量；通過計(jì)算鍋爐熱量信號(hào)與煤量慣性環(huán)節(jié)、延時(shí)后的比值，經(jīng)濾波后來快速代表燃煤熱值參量，如式(1)
權(quán)利要求
1.快速自適應(yīng)燃煤熱值變化的超臨界機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，該方法包括下列步驟①由汽機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)壓力、汽水分離器壓力、給煤量、機(jī)組負(fù)荷參數(shù)綜合快速計(jì)算出代表燃煤熱值變化的參量；通過計(jì)算鍋爐熱量信號(hào)與煤量慣性環(huán)節(jié)、延時(shí)后的比值，經(jīng)濾波后來快速代表燃煤熱值參量，如式(1)
全文摘要
快速自適應(yīng)燃煤熱值變化的超臨界機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，先由汽機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)壓力、汽水分離器壓力、給煤量、機(jī)組負(fù)荷等參數(shù)，結(jié)合超臨界火電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制對(duì)象特性快速實(shí)時(shí)的計(jì)算出燃煤熱值；再通過計(jì)算的燃煤熱值進(jìn)行燃料、協(xié)調(diào)等主要控制系統(tǒng)燃煤熱值自適應(yīng)控制；最后通過改進(jìn)的能量平衡方法計(jì)算鍋爐負(fù)荷指令形成核心控制策略，結(jié)合快速的自適應(yīng)燃煤熱值控制，形成一種快速自適應(yīng)燃煤熱值變化的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法。本發(fā)明計(jì)算的燃煤熱值能在半分鐘內(nèi)響應(yīng)燃煤熱值的變化，兩分鐘之內(nèi)自動(dòng)調(diào)整機(jī)爐協(xié)調(diào)控制及子系統(tǒng)至相應(yīng)的狀態(tài)；即使在燃煤熱值發(fā)生大階躍擾動(dòng)時(shí)，機(jī)爐協(xié)調(diào)控制及子系統(tǒng)在機(jī)組穩(wěn)態(tài)、變負(fù)荷、變壓力等各種工況及鍋爐、汽機(jī)側(cè)的各種擾動(dòng)下，機(jī)組的協(xié)調(diào)及子系統(tǒng)控制不需要人工干預(yù)，仍然能控制機(jī)組負(fù)荷、壓力等主參數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi)；機(jī)組的主要被控參數(shù)精度相對(duì)于原常規(guī)控制能大幅度提高，同時(shí)可提高機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
文檔編號(hào)F22B35/00GK102563599SQ20121002636
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者劉友寬, 盧勇, 唐立軍, 李萍, 李長(zhǎng)更, 杜景琦, 潘巾杰, 翟偉翔, 蘇適, 趙明, 趙永輝 申請(qǐng)人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院