超臨界cfb鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)和調(diào)整方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)和調(diào)整方法。該超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)包括多組再熱汽溫調(diào)整裝置，每一組再熱汽溫調(diào)整裝置包括旋風(fēng)分離器、回料器和外置床，該外置床中具有高溫再熱器，旋風(fēng)分離器分離出的物料進(jìn)入回料器，回料器中的物料被分為兩部分，其中一部分經(jīng)過(guò)該外置床以加熱再熱蒸汽。高溫再熱器的入口處還布置有減溫器?？赏ㄟ^(guò)控制經(jīng)過(guò)外置床的物料的數(shù)量和減溫器來(lái)調(diào)整再熱汽溫。本發(fā)明在執(zhí)行上述控制時(shí)，不僅綜合考慮了各種影響再熱汽溫調(diào)整的因素，而且通過(guò)加入前饋的方式及時(shí)地反映了實(shí)時(shí)工況的需求。本發(fā)明還將小幅振蕩信號(hào)疊加在回料器的閥門(mén)的控制信號(hào)上，來(lái)防止閥門(mén)卡澀。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)和調(diào)整方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超臨界CFB鍋爐領(lǐng)域，具體地，涉及一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)和調(diào)整方法。

【背景技術(shù)】
[0002]超臨界機(jī)組是指過(guò)熱器出口主蒸汽壓力超過(guò)22.129MPa。理論上認(rèn)為，在水的狀態(tài)參數(shù)達(dá)到臨界點(diǎn)(壓力22.129MPa，溫度374°C )時(shí)，水的完全汽化會(huì)在一瞬間完成。超臨界直流鍋爐沒(méi)有汽包，啟停速度快。與同容量亞臨界火電機(jī)組的熱效率相比，理論上采用超臨界參數(shù)可將效率提高2% -2.5%。
[0003]循環(huán)流化床(CFB)是近年來(lái)在國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的新一代高效低污染清潔燃燒技術(shù)，其主要特點(diǎn)在于燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)、反復(fù)地進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)，爐內(nèi)湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，不但能達(dá)到低NOx排放、實(shí)現(xiàn)高達(dá)90%的脫硫效率和與煤粉爐相近的燃燒效率，而且具有燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)際上得到迅速的商業(yè)推廣。
[0004]超臨界循環(huán)硫化床鍋爐(超臨界CFB鍋爐)結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，既能輸出高溫高壓的過(guò)熱蒸汽，還具有優(yōu)良的環(huán)境排放特性。但由于超臨界CFB鍋爐的燃燒過(guò)程是一個(gè)具有強(qiáng)干擾、非線(xiàn)性、時(shí)變、多變量相關(guān)聯(lián)的過(guò)程，其燃燒控制遠(yuǎn)比常規(guī)煤粉爐復(fù)雜。其中再熱汽溫的調(diào)整，是整個(gè)超臨界CFB鍋爐控制的難點(diǎn)之一。
[0005]再熱汽溫的變化會(huì)影響發(fā)電機(jī)組的循環(huán)熱經(jīng)濟(jì)型和安全性，降低設(shè)備的使用壽命和熱效率，甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。目前的床溫控制和再熱汽溫調(diào)整常耦合在一起，不利于穩(wěn)定地將再熱汽溫控制在目標(biāo)范圍內(nèi)。同時(shí)，由于需要綜合考慮多個(gè)影響再熱汽溫的因素，使得決策時(shí)間較長(zhǎng)，調(diào)控與實(shí)際工況間有一定延時(shí)，這也是目前再熱汽溫調(diào)整中的一個(gè)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠獨(dú)立地調(diào)整再熱汽溫，使其不與床溫控制耦合，并能使再熱汽溫調(diào)整快速響應(yīng)于實(shí)際工況需求。本發(fā)明還提供了一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)，該超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)包括多組再熱汽溫調(diào)整裝置，每一組所述再熱汽溫調(diào)整裝置包括被布置在爐膛兩側(cè)的鋼架副跨內(nèi)的旋風(fēng)分離器、被布置在所述旋風(fēng)分離器下的回料器和外置床，所述外置床中具有高溫再熱器，所述旋風(fēng)分離器分離出的物料進(jìn)入所述回料器，所述回料器中的物料被分為兩部分，一部分直接返回所述超臨界CFB鍋爐的爐膛，另一部分通過(guò)所述外置床后返回所述爐膛。
[0008]優(yōu)選地，系統(tǒng)包括2組再熱汽溫調(diào)整裝置，分別位于爐膛前部的左右兩側(cè)，左側(cè)的再熱汽溫調(diào)整裝置調(diào)整爐膛左部的再熱汽溫，右側(cè)的再熱汽溫調(diào)整裝置調(diào)整爐膛右部的再熱汽溫。
[0009]優(yōu)選地，回料器具有第一閥門(mén)，第一閥門(mén)的開(kāi)度能被調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)回料器中直接返回爐膛的物料和通過(guò)外置床后返回爐膛的物料的比例。
[0010]優(yōu)選地,第一閥門(mén)的控制端的輸入信號(hào)中包括振蕩信號(hào)。
[0011]優(yōu)選地，再熱汽溫調(diào)整裝置還包括被布置在高溫再熱器的入口處的減溫器，減溫器具有第二閥門(mén)。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，該方法包括:回料器將從旋風(fēng)分離器接收到的物料分為兩部分，其中一部分直接返回爐膛，另一部分通過(guò)外置床后返回爐膛，外置床中具有高溫再熱器；以及其中，通過(guò)調(diào)節(jié)回料器的第一閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入外置床的物料的數(shù)量，以調(diào)整超臨界CFB鍋爐的再熱汽溫。
[0013]優(yōu)選地，調(diào)節(jié)回料器的第一閥門(mén)的開(kāi)度包括:根據(jù)第一負(fù)荷對(duì)應(yīng)的理想再熱汽溫值、附加調(diào)整值和第一高溫再熱器出口溫度確定第一開(kāi)度；根據(jù)第二負(fù)荷確定作為前饋的第二開(kāi)度；以及根據(jù)第一開(kāi)度和第二開(kāi)度確定第三開(kāi)度。
[0014]優(yōu)選地，確定第一開(kāi)度包括:得到與第一負(fù)荷對(duì)應(yīng)的理想再熱汽溫值；根據(jù)理想再熱汽溫值和附加調(diào)整值，確定再熱汽溫設(shè)定值；以及根據(jù)再熱汽溫設(shè)定值和第一高溫再熱器出口溫度確定第一開(kāi)度。
[0015]優(yōu)選地，該方法還包括對(duì)第三開(kāi)度進(jìn)行上下限幅。
[0016]優(yōu)選地，該方法還包括:將振蕩信號(hào)疊加至第三開(kāi)度。
[0017]優(yōu)選地，該方法還包括:在高溫再熱器的入口處設(shè)置具有第二閥門(mén)的減溫器，以通過(guò)調(diào)節(jié)第二閥門(mén)調(diào)整再熱汽溫。
[0018]優(yōu)選地，調(diào)節(jié)第二閥門(mén)包括:根據(jù)附加調(diào)整值和第二高溫再熱器出口溫度確定第四開(kāi)度；根據(jù)主汽流量確定第五開(kāi)度；以及比較第四開(kāi)度和第五開(kāi)度，選擇其中較小的開(kāi)度作為第二閥門(mén)的控制信號(hào)。
[0019]優(yōu)選地，爐膛左部和爐膛右部的再熱汽溫被分別調(diào)整，彼此不耦合。
[0020]通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)從回料器進(jìn)入外置床的物料的量來(lái)控制通過(guò)外置床中的高溫再熱器的再熱蒸汽的溫度，以控制再熱汽溫。還通過(guò)在高溫再熱器的入口處設(shè)置減溫器(即事故噴水裝置)，以進(jìn)一步調(diào)整再熱汽溫。在控制回料器的閥門(mén)開(kāi)度和減溫器的閥門(mén)開(kāi)度時(shí)，不僅綜合考慮了各種影響再熱汽溫調(diào)整的因素，而且通過(guò)加入前饋的方式及時(shí)地反映了實(shí)時(shí)工況的需求。本發(fā)明還將小幅振蕩信號(hào)疊加在回料器的閥門(mén)的控制信號(hào)上，來(lái)防止閥門(mén)卡澀。
[0021]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)中的一組再熱汽溫調(diào)整裝置的示意圖；
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法中調(diào)節(jié)第一閥門(mén)開(kāi)度的流程圖；
[0025]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法中調(diào)節(jié)第二閥門(mén)開(kāi)度的流程圖；以及
[0026]圖4是根據(jù)圖2和圖3所示的實(shí)施方式中的左部再熱汽溫調(diào)整回路的示例方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0028]在本發(fā)明中，在未作相反說(shuō)明的情況下，爐膛尾部指爐膛靠近煙道的位置，爐膛前部指遠(yuǎn)離煙道的位置。術(shù)語(yǔ)“相加點(diǎn)”、“PID”、“小選”為自動(dòng)控制領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。
[0029]在一種采用本發(fā)明提供的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)的鍋爐中，一次汽在加熱過(guò)程中可依次經(jīng)過(guò)低溫過(guò)熱器、一級(jí)噴水裝置、中溫過(guò)熱器1、二級(jí)噴水裝置、中溫過(guò)熱器I1、三級(jí)噴水裝置和高溫過(guò)熱器。二次汽在加熱過(guò)程中可依次通過(guò)低溫再熱器、事故噴水裝置、高溫再熱器。各個(gè)噴水裝置是否啟動(dòng)視具體情況而定。在理想狀況下，低溫過(guò)熱器的入口和出口溫度分別為430°C和471°C ;中溫過(guò)熱器I的入口和出口溫度分別為461°C和4960C ;中溫過(guò)熱器II的入口和出口溫度分別為483°C和520°C ;高溫過(guò)熱器的入口和出口溫度分別為510°C和570°C;低溫再熱器的入口和出口溫度分別為317°C和484°C;高溫再熱器的入口和出口溫度分別為484°C和569°C。
[0030]本發(fā)明提供了一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)，該超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)包括多組再熱汽溫調(diào)整裝置，每一組再熱汽溫調(diào)整裝置包括被布置在爐膛兩側(cè)的鋼架副跨內(nèi)的旋風(fēng)分離器、被布置在旋風(fēng)分離器下的回料器和外置床，外置床中具有高溫再熱器，旋風(fēng)分離器分離出的物料進(jìn)入回料器，回料器中的物料被分為兩部分，一部分直接返回超臨界CFB鍋爐的爐膛，另一部分通過(guò)外置床后返回爐膛。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)中的一組再熱汽溫調(diào)整裝置的示意圖。本實(shí)施方式中的再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)包括2組再熱汽溫調(diào)整裝置，每組再熱汽溫調(diào)整裝置包括一臺(tái)旋風(fēng)分離器12、一臺(tái)回料器13和一臺(tái)外置床14，其中旋風(fēng)分離器12被布置在爐膛11兩側(cè)的鋼架副跨內(nèi)，回料器13和外置床14被布置在旋風(fēng)分離器12下，高溫再熱器被布置在外置床14中。2組再熱汽溫調(diào)整裝置分別位于爐膛11前部的左右兩側(cè)。并且在本實(shí)施方式中，左側(cè)再熱汽溫由位于爐膛左側(cè)的一組再熱汽溫調(diào)整裝置控制，右側(cè)再熱汽溫由位于爐膛右側(cè)的一組再熱汽溫調(diào)整裝置控制，左側(cè)和右側(cè)再熱汽溫調(diào)整不耦合，以盡可能避免爐膛偏燒和出現(xiàn)熱負(fù)荷不均勻。為了使示圖簡(jiǎn)要此處僅示出了其中的一組，另一組結(jié)構(gòu)相似，僅安裝位置不同。
[0032]如圖1所示，煤和石灰石等在爐膛11內(nèi)完成燃燒和脫硫反應(yīng)，產(chǎn)生的煙氣被排出至旋風(fēng)分離器12。旋風(fēng)分離器12與尾部煙道(未示出)和對(duì)應(yīng)的回料器13相連。旋風(fēng)分離器12對(duì)進(jìn)入的煙氣進(jìn)行氣固兩相分離，經(jīng)過(guò)凈化后的煙氣被排至尾部煙道(未示出)，分離出的高溫物料則進(jìn)入回料器13?；亓掀?3中的物料被分為兩部分，其中一部分直接返回爐膛，另一部分先進(jìn)入外置床14，與外置床14中的高溫再熱器的受熱面發(fā)生熱交換以加熱再熱蒸汽，然后再返回爐膛11?；亓掀?3可具有閥門(mén)15(可稱(chēng)為第一閥門(mén))。閥門(mén)15可以是錐形閥。可通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)15來(lái)調(diào)節(jié)送入外置床14的物料的數(shù)量，從而調(diào)節(jié)生成的高溫再熱蒸汽的溫度。
[0033]運(yùn)行中，如果燃燒狀況和負(fù)荷狀況長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，可能導(dǎo)致閥門(mén)15由于長(zhǎng)時(shí)間未動(dòng)作而被卡澀。因此，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施方式，可通過(guò)振蕩器生成小幅振蕩信號(hào)，并將該小幅振蕩信號(hào)疊加至閥門(mén)15的控制信號(hào)，使得最終輸入閥門(mén)15的控制端的輸入信號(hào)中含振蕩信號(hào)分量，以定期或不定期地驅(qū)動(dòng)閥門(mén)15發(fā)生小幅動(dòng)作以避免被卡澀。例如，設(shè)閥門(mén)15全開(kāi)的幅度為100%，可將一個(gè)振幅為2%、動(dòng)作間隔為300秒的往復(fù)振蕩信號(hào)疊加至閥門(mén)15的控制信號(hào)。此時(shí)，假設(shè)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和燃燒情況等在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)閥門(mén)15可保持50%的開(kāi)度不變，由于控制端的輸入信號(hào)中具有振蕩信號(hào)分量，因此隔300秒后閥門(mén)可被微調(diào)至開(kāi)度52%，再隔300秒被調(diào)回50%，下 Iv 300秒后被微調(diào)至48%，再隔300秒后調(diào)回50%，循環(huán)往復(fù)。同樣，該振蕩信號(hào)也可以是非周期信號(hào)。振蕩信號(hào)的振幅可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。
[0034]優(yōu)選地，可在高溫再熱器的入口布置具有減溫器16(即事故噴水裝置)，例如，可以在每一個(gè)高溫再熱器入口兩側(cè)各布置一個(gè)減溫器16，以進(jìn)一步調(diào)整再熱汽溫。當(dāng)再熱汽溫過(guò)高并且僅調(diào)節(jié)送入外置床14的物料數(shù)量在短期內(nèi)難以奏效時(shí)，可通過(guò)控制減溫器16噴水以使進(jìn)入高溫再熱器的蒸汽溫度迅速降低。減溫器16可具有閥門(mén)17(可被稱(chēng)為第二閥門(mén))。
[0035]本發(fā)明還提供了一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，該方法包括:回料器將從旋風(fēng)分離器接收到的物料分為兩部分，其中一部分直接返回爐膛，另一部分通過(guò)外置床后返回爐膛，外置床中具有高溫再熱器；以及其中，通過(guò)調(diào)節(jié)回料器的第一閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入外置床的物料的數(shù)量，以調(diào)整超臨界CFB鍋爐的再熱汽溫。
[0036]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法的流程圖。
[0037]在SI中，可根據(jù)第一負(fù)荷對(duì)應(yīng)的理想再熱汽溫值、附加調(diào)整值和第一高溫再熱器出口溫度確定第一開(kāi)度。第一負(fù)荷和第一高溫再熱器出口溫度指時(shí)刻tl的鍋爐負(fù)荷和高溫再熱器出口溫度。可通過(guò)查表或函數(shù)曲線(xiàn)映射等方法獲取對(duì)應(yīng)于第一負(fù)荷的理想再熱汽溫值。同時(shí)，操作員可根據(jù)需要給出一個(gè)附加調(diào)整值。理想再熱汽溫值和附加調(diào)整值可作為相加點(diǎn)的輸入，相加點(diǎn)的輸出可作為再熱汽溫設(shè)定值。在某些情況下，如果希望再熱汽溫設(shè)定值完全由操作員給定，可以將第一負(fù)荷對(duì)應(yīng)的理想再熱汽溫值設(shè)定為0°C。例如，對(duì)于某600MW(兆瓦)超臨界CFB鍋爐，設(shè)鍋爐負(fù)荷為383.32MW，如果希望第一負(fù)荷不對(duì)第一開(kāi)度產(chǎn)生影響，可將任意第一負(fù)荷所對(duì)應(yīng)的理想再熱汽溫值都設(shè)置為0°C，此時(shí)操作員可根據(jù)情況給出附加調(diào)整值為558.0O0C，則相加點(diǎn)輸出的再熱汽溫設(shè)定值為558.00°C。設(shè)此時(shí)測(cè)得的高溫再熱器出口溫度為558.62°C，可將再熱汽溫設(shè)定值558.00°C和高溫再熱器出口溫度558.62°C輸入PID調(diào)節(jié)器。本實(shí)施方式中，還可根據(jù)需要設(shè)置PID調(diào)節(jié)死區(qū)。PID調(diào)節(jié)器可根據(jù)輸入的兩個(gè)溫度值得到對(duì)應(yīng)的閥門(mén)(例如，錐形閥)開(kāi)度，該閥門(mén)開(kāi)度可被稱(chēng)為第一開(kāi)度。例如，由于此時(shí)的高溫再熱器出口溫度高于再熱汽溫設(shè)定值，因此得到的第一開(kāi)度為負(fù)值，例如可以為-15.02% (設(shè)第一閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的開(kāi)度為100%)。相加點(diǎn)和PID調(diào)節(jié)器可以是硬件電路也可以是軟件程序。附加調(diào)整值也可以是正值、零或者負(fù)值。
[0038]在S2中，可根據(jù)第二負(fù)荷確定作為前饋的第二開(kāi)度。完成SI中的一系列處理(特別是PID調(diào)節(jié))需要一定時(shí)間，如果將SI中得到的第一開(kāi)度直接作為第一閥門(mén)的控制信號(hào)，會(huì)使得控制信號(hào)滯后于實(shí)時(shí)工況。因此可根據(jù)在時(shí)刻t2的實(shí)時(shí)負(fù)荷(即第二負(fù)荷)通過(guò)查表或者函數(shù)曲線(xiàn)映射等方法得到第一閥門(mén)(例如錐形閥)第二開(kāi)度作為前饋。例如，從tl至t2，鍋爐負(fù)荷從383.32MW變?yōu)?83.18MW，可經(jīng)過(guò)估計(jì)(例如，通過(guò)查表或者簡(jiǎn)單計(jì)算等方法)得到第二負(fù)荷383.18MW所對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)度為32.65%。第二開(kāi)度是一個(gè)較為粗略的估計(jì)值，但具有計(jì)算時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，能及時(shí)反映鍋爐最新負(fù)荷狀況。
[0039]在S3中，根據(jù)第一開(kāi)度和第二開(kāi)度確定第三開(kāi)度。例如，可將已獲得的第一開(kāi)度和第二開(kāi)度作為相加點(diǎn)的輸入，其輸出作為第三開(kāi)度。該第三開(kāi)度可用于控制第三開(kāi)度。例如，繼續(xù)參照以上的示例，第一開(kāi)度為-15.02%，第二開(kāi)度為32.65%，可得到第三開(kāi)度為17.63%。第三開(kāi)度的獲取過(guò)程中既考慮了可能影響再熱汽溫調(diào)整的多個(gè)因素(例如，理想再熱汽溫值、附加調(diào)整值和高溫再熱器出口溫度)，又考慮了鍋爐的實(shí)時(shí)負(fù)荷，并且專(zhuān)注于再熱汽溫調(diào)整，因此具有準(zhǔn)確、穩(wěn)定和快速的特點(diǎn)。
[0040]優(yōu)選地，在S4中，可對(duì)第三開(kāi)度進(jìn)行上下限幅。例如，可將第二開(kāi)度上浮30%和下浮30%后的值作為限幅的上下限。上例中，第二開(kāi)度為32.65%%，則上下限幅的范圍可以是[62.65%%，2.65%% ]。上述示例中，第三開(kāi)度為17.63%，該值在范圍[62.65%%，2.65%% ]內(nèi)，因此限幅后的輸出值仍為17.63%。
[0041]優(yōu)選地，在S5中，可給限幅后的信號(hào)疊加一個(gè)小幅振蕩信號(hào)。例如，可將限幅后的信號(hào)和振蕩器產(chǎn)生的小幅振蕩信號(hào)送至相加點(diǎn)，其輸出可被送至第一閥門(mén)的輸入端。該振蕩信號(hào)可驅(qū)動(dòng)第一閥門(mén)定期或者不定期的發(fā)生小幅動(dòng)作，以防止由于長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作而可能導(dǎo)致的第一閥門(mén)卡澀。例如，該振蕩信號(hào)的振幅可以是第一閥門(mén)全開(kāi)的幅度的2%左右。
[0042]在S6中，用S5輸出的信號(hào)調(diào)節(jié)第一閥門(mén)的開(kāi)度，以控制送入外置床的物料的數(shù)量，從而調(diào)整超臨界CFB鍋爐的再熱汽溫。例如，如果再熱汽溫偏高，則可較少輸入外置床的物料的數(shù)量；反之亦然。
[0043]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法中調(diào)節(jié)第二閥門(mén)開(kāi)度的流程圖。
[0044]在S7中，可根據(jù)附加調(diào)整值和第二高溫再熱器出口溫度確定第四開(kāi)度。設(shè)此時(shí)的附加調(diào)整值仍為558.00°C，高溫再熱器出口溫度仍為558.62°C，可將一個(gè)略高于(例如，高5°C )附加調(diào)整值563.00°C的溫度值和高溫再熱器出口溫度送入PID調(diào)節(jié)器，該P(yáng)ID調(diào)節(jié)器的輸出可為第四開(kāi)度。選擇略高于附加調(diào)整值的溫度值是為了確保減溫器在必要時(shí)才啟動(dòng)噴水。因?yàn)闇p溫器噴水會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入高溫再熱器的二次汽的汽溫迅速降低，如果該汽溫偏低可能使得最終輸出的高溫再熱汽體中含有液態(tài)水，對(duì)汽輪機(jī)的扇葉等造成損害。所以通常選擇較為保守的減溫器控制策略。例如，輸入該P(yáng)ID調(diào)節(jié)器的溫度值為563.00°C和558.620C，則此時(shí)得到的第四開(kāi)度為O %。
[0045]在S8中，可根據(jù)主汽流量確定第五開(kāi)度?？赏ㄟ^(guò)查表或者函數(shù)映射等方法得到主汽流量對(duì)應(yīng)的第五開(kāi)度。
[0046]在S9中，可比較第四開(kāi)度和第五開(kāi)度，選擇其中較小的開(kāi)度作為第二閥門(mén)的控制信號(hào)。該控制信號(hào)所表示的開(kāi)度越大，則減溫器的噴水量越大，對(duì)再熱汽溫的降溫作用越顯著；反之，該控制信號(hào)所表示的開(kāi)度越小甚至為零，則噴水量越小或者不噴水，對(duì)再熱汽溫的影響越小。同樣，在實(shí)際控制中，由于如果再熱汽溫偏低則可能導(dǎo)致再熱蒸汽中含液態(tài)水，對(duì)汽輪機(jī)造成損害，因此在S9中執(zhí)行小選原則，以避免由于溫度值的瞬態(tài)毛刺等導(dǎo)致減溫器噴水量偏大或者在不必要噴水的時(shí)候噴水而使再熱汽溫偏低。
[0047]在SlO中，通過(guò)調(diào)節(jié)第二閥門(mén)是否打開(kāi)或者其打開(kāi)開(kāi)度，來(lái)控制減溫器是否噴水或者噴水水量，從而在再熱汽溫過(guò)高并且其他調(diào)節(jié)手段在短期內(nèi)難以奏效時(shí)迅速調(diào)整超臨界CFB鍋爐的再熱汽溫。上例中，由于第四開(kāi)度為0%，因此無(wú)論第五開(kāi)度為何值，減溫器均保持不噴水狀態(tài)。
[0048]優(yōu)選地，可對(duì)超臨界CFB鍋爐的左部再熱汽溫和右部再熱汽溫進(jìn)行獨(dú)立控制，以避免由于燃燒情況不同導(dǎo)致?tīng)t膛偏燒。此時(shí)，當(dāng)調(diào)整爐膛左側(cè)再熱汽溫時(shí)，上述方法中所有涉及到的高溫再熱器出口溫度均為在對(duì)應(yīng)時(shí)刻測(cè)得的爐膛左側(cè)的高溫再熱器的出口蒸汽溫度，并且最終輸出的信號(hào)用于調(diào)節(jié)超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)中位于爐膛左側(cè)的再熱汽溫調(diào)整裝置中的第一閥門(mén)和第二閥門(mén)；反之亦然。左側(cè)和右側(cè)再熱汽溫調(diào)整彼此不耦合。
[0049]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的左側(cè)再熱汽溫調(diào)整回路的示例方框圖。鍋爐負(fù)荷指令被送至負(fù)荷-溫度映射塊31，負(fù)荷-溫度映射塊31輸出對(duì)應(yīng)于該負(fù)荷(即第一負(fù)荷)的理想再熱汽溫值。操作員給出的附加調(diào)整值和負(fù)荷-溫度映射塊31輸出的理想再熱汽溫值被輸入至相加點(diǎn)32，相加點(diǎn)32的輸出可被看作再熱汽溫設(shè)定值。該再熱汽溫設(shè)定值和測(cè)得的左側(cè)高溫再熱器出口溫度被輸入PID調(diào)節(jié)器33，以得到閥門(mén)的第一開(kāi)度。此時(shí)，還可從開(kāi)度預(yù)估塊34得到作為前饋的第二開(kāi)度。閥度預(yù)估塊34的輸入是實(shí)時(shí)鍋爐負(fù)荷指令(即對(duì)應(yīng)于第二負(fù)荷的指令)。然后第一開(kāi)度和第二開(kāi)度都被送至相加點(diǎn)35，其輸出可作為第三開(kāi)度。本實(shí)施方式中，優(yōu)選地，還可通過(guò)限幅塊36對(duì)第三開(kāi)度進(jìn)行限幅。然后在相加點(diǎn)37中給限幅后的信號(hào)疊加一個(gè)振幅為第一閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的幅度的2%的振蕩信號(hào)。該振蕩信號(hào)可由振蕩器38產(chǎn)生。相加點(diǎn)37輸出的信號(hào)可作為輸入信號(hào)被輸入至回料器的閥門(mén)39的輸入端，以調(diào)節(jié)第一閥門(mén)的開(kāi)度，從而調(diào)節(jié)從回料器進(jìn)入被布置有高溫再熱器的外置床的物料的數(shù)量。另一方面，附加調(diào)整值在溫度調(diào)整塊40中被增加5°C后輸入至PID調(diào)節(jié)器41，高溫再熱器出口溫度也被輸入至PID調(diào)節(jié)器41，PID調(diào)節(jié)器41的輸出為第四開(kāi)度。主汽流量經(jīng)過(guò)汽流量-開(kāi)度映射塊42后得到對(duì)應(yīng)的第五開(kāi)度。在小選塊43中從第四和第五開(kāi)度中選擇較小的開(kāi)度，作為控制信號(hào)來(lái)控制減溫器的第二閥門(mén)44。本實(shí)施方式中，位于爐膛左側(cè)的高溫再熱器的入口處的左右兩側(cè)各布置有一個(gè)減溫器，這兩個(gè)減溫器各自的閥門(mén)44由同一信號(hào)控制。
[0050]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，例如改變限幅范圍、設(shè)置不同的振蕩信號(hào)的振幅和周期等，或者如果希望僅依據(jù)附加調(diào)整值和高溫再熱器出口溫度來(lái)控制減溫器，可將任意主汽流量對(duì)應(yīng)的第五開(kāi)度均設(shè)置為100%。這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0051]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0052]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)，該超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)包括多組再熱汽溫調(diào)整裝置，每一組所述再熱汽溫調(diào)整裝置包括被布置在爐膛兩側(cè)的鋼架副跨內(nèi)的旋風(fēng)分離器、被布置在所述旋風(fēng)分離器下的回料器和外置床，所述外置床中具有高溫再熱器，所述旋風(fēng)分離器分離出的物料進(jìn)入所述回料器，所述回料器中的物料被分為兩部分，一部分直接返回所述超臨界CFB鍋爐的爐膛，另一部分通過(guò)所述外置床后返回所述爐膛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括2組所述再熱汽溫調(diào)整裝置，分別位于所述爐膛前部的左右兩側(cè)，左側(cè)的所述再熱汽溫調(diào)整裝置調(diào)整所述爐膛左部的再熱汽溫，右側(cè)的所述再熱汽溫調(diào)整裝置調(diào)整所述爐膛右部的再熱汽溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)，其中所述回料器具有第一閥門(mén)，所述第一閥門(mén)的開(kāi)度能被調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)所述回料器中直接返回所述爐膛的物料和通過(guò)所述外置床后返回所述爐膛的物料的比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)，其中所述第一閥門(mén)的控制端的輸入信號(hào)中包括振蕩信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整系統(tǒng)，其中所述再熱汽溫調(diào)整裝置還包括被布置在所述高溫再熱器的入口處的減溫器，所述減溫器具有第二閥門(mén)。
6.一種超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，該方法包括: 回料器將從旋風(fēng)分離器接收到的物料分為兩部分，其中一部分直接返回爐膛，另一部分通過(guò)外置床后返回所述爐膛，所述外置床中具有高溫再熱器；以及 其中，通過(guò)調(diào)節(jié)所述回料器的第一閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入所述外置床的物料的數(shù)量，以調(diào)整所述超臨界CFB鍋爐的再熱汽溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，其中調(diào)節(jié)所述回料器的第一閥門(mén)的開(kāi)度包括: 根據(jù)第一負(fù)荷對(duì)應(yīng)的理想再熱汽溫值、附加調(diào)整值和第一高溫再熱器出口溫度確定第一開(kāi)度； 根據(jù)第二負(fù)荷確定作為前饋的第二開(kāi)度；以及 根據(jù)所述第一開(kāi)度和所述第二開(kāi)度確定第三開(kāi)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，其中確定第一開(kāi)度包括: 得到與所述第一負(fù)荷對(duì)應(yīng)的所述理想再熱汽溫值； 根據(jù)所述理想再熱汽溫值和所述附加調(diào)整值，確定再熱汽溫設(shè)定值；以及 根據(jù)所述再熱汽溫設(shè)定值和所述第一高溫再熱器出口溫度確定所述第一開(kāi)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，其中所述方法還包括對(duì)所述第三開(kāi)度進(jìn)行上下限幅。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，其中所述方法還包括:將振蕩信號(hào)疊加至所述第三開(kāi)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，該方法還包括:在所述高溫再熱器的入口處設(shè)置具有第二閥門(mén)的減溫器，以通過(guò)調(diào)節(jié)所述第二閥門(mén)調(diào)整再熱汽溫。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，其中調(diào)節(jié)所述第二閥門(mén)包括: 根據(jù)附加調(diào)整值和第二高溫再熱器出口溫度確定第四開(kāi)度； 根據(jù)主汽流量確定第五開(kāi)度；以及 比較所述第四開(kāi)度和所述第五開(kāi)度，選擇其中較小的開(kāi)度作為所述第二閥門(mén)的控制信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6-12中任一權(quán)利要求所述的超臨界CFB鍋爐再熱汽溫調(diào)整方法，其中所述爐膛左部和所述爐膛右部的再熱汽溫被分別調(diào)整，彼此不耦合。
【文檔編號(hào)】F22B35/00GK104266164SQ201410535120
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】李星華, 凌文, 張奎, 王天堃, 張明勝, 肖雍春, 顧從陽(yáng), 李偉明 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 神華國(guó)能集團(tuán)有限公司, 四川白馬循環(huán)流化床示范電站有限責(zé)任公司