一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，該控制方法根據(jù)A汽動給水泵、B汽動給水泵的運行狀態(tài)和電動給水泵的投入備用狀態(tài)，計算得出電動給水泵超馳指令；可在任一一臺汽動給水泵故障時，迅速對電動給水泵進行調(diào)節(jié)，保證給水流量迅速恢復(fù)，有效降低汽包水位波動幅度，確保壓力、溫度、負荷等重要參數(shù)的穩(wěn)定，防止機組出現(xiàn)出力下降、非停等問題，從源頭上保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
【專利說明】一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著發(fā)電機組容量的增大和參數(shù)的不斷提高，機組的控制與運行管理變得越來越復(fù)雜和困難。為了減輕運行人員的勞動強度，保證機組的安全運行，要求實現(xiàn)更為先進，適用范圍更寬，功能更為完備的自動控制系統(tǒng)，這就產(chǎn)生了全程控制系統(tǒng)。而給水控制系統(tǒng)在電廠運行中有著非常重要的作用，在全程給水控制系統(tǒng)中，汽包水位是汽包鍋爐運行中一個重要的監(jiān)控參數(shù)，它反應(yīng)鍋爐蒸汽負荷與給水量之間的平衡關(guān)系，衡量鍋爐汽水系統(tǒng)是否平衡的標志，維持其包水位在一定范圍內(nèi)是保證鍋爐和汽輪機安全運行的必要條件。
[0003]給水全程控制系統(tǒng)是一個能在鍋爐啟動、停爐、低負荷以及在機組發(fā)生某些重大事故等各種不同的工況下，都能實現(xiàn)給水自動控制的系統(tǒng)而且從一種控制狀態(tài)到另一種控制狀態(tài)的判斷、轉(zhuǎn)換、故障檢測也常?？肯到y(tǒng)本身自動完成。在鍋爐運行中，汽包水位是一個很重要的參數(shù)。若水位過高，則會影響汽水分離的效果，使用氣設(shè)備發(fā)生故障；而水位過低，則會破壞汽水循環(huán)，嚴重時導(dǎo)致鍋爐爆炸。同時高性能的鍋爐產(chǎn)生的蒸汽流量很大，而汽包的體積相對來說較小，所以汽包水位控制顯得非常重要。給水自動控制的任務(wù)，就是控制給水流量，使其與蒸發(fā)量保持平衡，維持汽包內(nèi)水位在允許的范圍內(nèi)變化。
[0004]目前，國內(nèi)火電機組的設(shè)備配置中，一般而言，給水系統(tǒng)主要設(shè)計兩臺各自能帶60%額定負荷的汽動給水泵A、B和一臺能帶30%?50%額定負荷的電動給水泵。以配備30%的電動給水泵機組為例，在O到12%?15%額定負荷(MCR)，由給水旁路調(diào)節(jié)閥控制水位，電動給水泵定速運行，電動給水泵最小流量控制系統(tǒng)負責保證電動給水泵的流量大于其允許最小流量，泵出口壓力控制系統(tǒng)和汽動給水泵不工作；12%?15%到25%?30%MCR，由電動給水泵調(diào)速控制水位，給水旁路調(diào)節(jié)閥控制電動給水泵出口壓力，因流量大于電動給水泵額定流量的30%，電動給水泵最小流量控制系統(tǒng)自動關(guān)閉，汽動給水泵不工作；25%?30%到45%?50%MCR，由電動給水泵調(diào)速控制水位，給水主調(diào)節(jié)閥控制電動給水泵出口壓力，因流量大于電動給水泵額定流量的30%，電動給水泵最小流量控制系統(tǒng)自動關(guān)閉，汽動給水泵不工作；45%?50%到100%MCR，汽動給水泵調(diào)速控制水位，給水主調(diào)節(jié)閥控制汽動給水泵出口壓力，電動給水泵不工作。
[0005]傳統(tǒng)的給水控制方式為:汽包水位在機組正常運行時為三沖量串級控制,汽包水位通過三選一選擇器THRSEL進行選擇，一般設(shè)置為選取中值，若有一個汽包水位測點變?yōu)閴狞c，則THRSEL模塊輸出為其余2個好點的平均值；若有2個汽包水位測點變?yōu)閴狞c，則THRSEL模塊輸出為剩余I個好點的測量值；如果三個都為壞點，則輸出不變，保持為變壞點前測量值。THRSEL模塊的輸出為汽包水位測量值PV，它與通過模擬量設(shè)定模塊A設(shè)定的汽包水位設(shè)定值SP經(jīng)過減法模塊DEVl求差值，差值送至PIDl (比例-積分-微分)運算模塊進行運算，PIDl的輸出值即為串級控制第二級的給水流量設(shè)定值SP，它與給水流量測量值PV經(jīng)過減法模塊DEV2求差值，差值送至PID2(比例-積分-微分)運算模塊進行調(diào)節(jié)控制。機組正常運行時，汽動給水泵A/B保持出力平衡運行；電動給水泵此時為備用狀態(tài)，實際出力為O。PID2模塊的輸出送至增益平衡模塊Banlance中進行平衡運算，然后送至A/B汽動給水泵中進行實際控制；Banlance模塊具有自平衡功能，即當A/B汽動給水泵一臺“自動”(Auto)，一臺“手動”(Man)時，“手動”側(cè)汽動給水泵指令的變化值會自動通過Banlance在“自動”側(cè)汽動給水泵指令上反向變化、幅值相等，這樣能保證總的泵出力不變，進而保證水位的穩(wěn)定。當發(fā)生任一一臺汽動給水泵故障時，聯(lián)啟電動給水泵以確保汽包水位穩(wěn)定。但對在任 臺汽動給水泵故障時，汽動給水泵和電動給水泵如何具體控制方面，尚未有定案。一般是，機組的集控運行人員根據(jù)汽動給水泵的運行情況，定時手動的將電動給水泵的指令值設(shè)置在一合適值上，非實時變化值，因此當發(fā)生故障時，會造成電動給水泵的指令值不合適，造成汽包水位波動劇烈，對機組安全運行造成重大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，該控制方法可在任一一臺汽動給水泵故障時，迅速對電動給水泵進行調(diào)節(jié)，保證給水流量迅速恢復(fù)，有效降低汽包水位波動幅度，確保壓力、溫度、負荷等重要參數(shù)的穩(wěn)定，防止機組出現(xiàn)出力下降、非停等問題，從源頭上保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，所述火電機組給水系統(tǒng)，包括兩臺各自能帶60%額定負荷的汽動給水泵A、B和一臺能帶30%?50%額定負荷的電動給水泵，具體包括以下步驟:
[0009](I) A汽動給水泵的運行狀態(tài)判斷:檢測A汽動給水泵的運行信號和實際轉(zhuǎn)速；
[0010](2) B汽動給水泵的運行狀態(tài)判斷:檢測B汽動給水泵的運行信號和實際轉(zhuǎn)速；
[0011](3)電動給水泵的投入備用狀態(tài)判斷:檢測電動給水泵是否已經(jīng)投入備用；
[0012](4)生成脈沖超馳指令:根據(jù)步驟(I)-步驟(3)的相關(guān)狀態(tài)，滿足條件時，經(jīng)過邏輯“與”運算給電動給水泵發(fā)出一個IOs脈沖超馳指令信號“I” ；
[0013](5)計算得出電動給水泵超馳指令:將機組負荷值進行標么轉(zhuǎn)換，經(jīng)過計算，得到電動給水泵超馳指令；
[0014](6)發(fā)生故障同時，剩余一臺正常運行的汽動給水泵指令增至原來的2倍；電動給水泵操作器收到超馳指令后，將根據(jù)機組負荷及汽動給水泵能帶負荷綜合運算出的指令輸出至執(zhí)行器。
[0015]所述步驟(4)中，滿足條件是指若A、B汽動給水泵均運行、未發(fā)生MFT (主燃料跳閘)且電動給水泵已投入備用，則當A、B任一一臺汽動給水泵發(fā)生故障時，發(fā)出一 IOs脈沖超馳指令信號“I”。
[0016]所述步驟(5)中，計算得到電動給水泵超馳指令的具體方法具體為:將機組負荷值進行標么轉(zhuǎn)換為O?100%，計算出機組實際負荷對應(yīng)的百分比，減去汽動給水泵故障瞬間其指令經(jīng)函數(shù)Fl (x)轉(zhuǎn)換計算出的其所能帶的負荷百分數(shù)，即可計算出電泵需帶負荷的百分數(shù)，將此數(shù)經(jīng)函數(shù)F2 (x)轉(zhuǎn)換計算，得出電動給水泵超馳指令。
[0017]所述函數(shù)Fl (X)具體為:
【權(quán)利要求】
1.一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，所述火電機組給水系統(tǒng)，包括兩臺各自能帶60%額定負荷的汽動給水泵A、B和一臺能帶30%~50%額定負荷的電動給水泵，其特征是:具體包括以下步驟: (1)A汽動給水泵的運行狀態(tài)判斷:檢測A汽動給水泵的運行信號和實際轉(zhuǎn)速； (2)B汽動給水泵的運行狀態(tài)判斷:檢測B汽動給水泵的運行信號和實際轉(zhuǎn)速； (3)電動給水泵的投入備用狀態(tài)判斷:檢測電動給水泵是否已經(jīng)投入備用； (4)生成脈沖超馳指令:根據(jù)步驟(1)-步驟(3)的相關(guān)狀態(tài)，滿足條件時，經(jīng)過邏輯“與”運算給電動給水泵發(fā)出一個IOs脈沖超馳指令信號“I” ； (5)計算得出電動給水泵超馳指令:將機組負荷值進行標么轉(zhuǎn)換，經(jīng)過計算，得到電動給水泵超馳指令； (6)發(fā)生故障同時，剩余一臺正常運行的汽動給水泵指令增至原來的2倍；電動給水泵操作器收到超馳指令后，將根據(jù)機組負荷及汽動給水泵能帶負荷綜合運算出的指令輸出至執(zhí)行器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，其特征是:所述步驟(4)中，滿足條件是指若A、B汽動給水泵均運行、未發(fā)生主燃料跳閘MFT且電動給水泵已投入備用，則當A、B任一一臺汽動給水泵發(fā)生故障時，發(fā)出一 IOs脈沖超馳指令信號“I”。
3.如權(quán)利要求1所述 的一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，其特征是:所述步驟(5)中，計算得到電動給水泵超馳指令的具體方法具體為:將機組負荷值進行標么轉(zhuǎn)換為O~100%，計算出機組實際負荷對應(yīng)的百分比，減去汽動給水泵故障瞬間其指令經(jīng)函數(shù)Fl (X)轉(zhuǎn)換計算出的其所能帶的負荷百分數(shù)，即可計算出電泵需帶負荷的百分數(shù)，將此數(shù)經(jīng)函數(shù)F2(x)轉(zhuǎn)換計算，得出電動給水泵超馳指令。
4.如權(quán)利要求3所述的一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，其特征是:所述函數(shù)Fl (X)具體為:
5.如權(quán)利要求3所述的一種火電機組給水系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，其特征是:所述函數(shù)F2 (X)具體為:
【文檔編號】F22D5/32GK103791485SQ201410072686
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】李軍, 謝文鈞 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院