本發(fā)明具體涉及一種基于連續(xù)可變一次風(fēng)壓力的鍋爐負荷控制設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
雙進雙出鋼球磨煤機是火力發(fā)電廠直吹式制粉系統(tǒng)的主體設(shè)備之一，該設(shè)備具有連續(xù)作業(yè)率高、維修方便、粉磨出力和細度穩(wěn)定、儲存能力大、響應(yīng)迅速、運行靈活性大、較低的風(fēng)煤比、使用煤種范圍廣、不受異物影響、無需備用磨煤機等優(yōu)點、能研磨各種硬度和腐蝕性較強的煤種，是火力發(fā)電廠的一種性能優(yōu)越的磨煤機。
配有雙進雙出磨煤機的直吹式燃煤發(fā)電機組，鍋爐負荷調(diào)整是通過控制系統(tǒng)（DCS或是外接系統(tǒng)）改變磨煤機的負荷風(fēng)門的控制指令（一般為4-20mA電流信號）來影響制粉系統(tǒng)的通風(fēng)出力，進而影響鍋爐的進煤量。在實際運行中以上方法的控制品質(zhì)取決于磨煤機容量風(fēng)門的特性。由于每臺磨煤機一次風(fēng)調(diào)節(jié)容量風(fēng)門不同程度的存在漏流、調(diào)節(jié)不線性、風(fēng)量測量環(huán)境惡劣導(dǎo)致的風(fēng)量測量不準確等問題，各磨煤機容量風(fēng)門特性的差異造成投入自動調(diào)節(jié)的流量不一致，而且為了保證運行穩(wěn)定所有的磨煤機的容量門都投入自動的概率極低，這樣就造成升降負荷時鍋爐側(cè)主要參數(shù)的調(diào)節(jié)品質(zhì)差。因此，展開對磨煤機出力能力的研究進而采用有針對性自動控制策略，對保證機組的安全及穩(wěn)定運行，具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷而提供一種基于連續(xù)可變一次風(fēng)壓力的鍋爐負荷控制設(shè)計方法，進而保證發(fā)電機組的安全及穩(wěn)定運行。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種基于連續(xù)可變一次風(fēng)壓力的鍋爐負荷控制設(shè)計方法，包括下述步驟：
步驟一：雙進雙出磨煤機一次風(fēng)壓力調(diào)整鍋爐負荷影響參數(shù)的計算，
通過公式（1）計算磨煤機的通風(fēng)量，定義Wf為磨煤機的通風(fēng)量，其計算公式為：
（1）
Wf：通風(fēng)量
Klo：燃料相對可磨性系數(shù)
R90 ：煤粉在90μm篩孔上的剩余量的百分數(shù)
Φ ：鋼球填充率
D ：磨煤機筒體直徑
V ：磨煤機筒體容積
步驟二：一次風(fēng)壓力和磨煤機容量風(fēng)門的聯(lián)合控制策略
設(shè)定所有磨煤機容量風(fēng)門開度最大時歸一化為100%，設(shè)定最低不投油穩(wěn)燃負荷對應(yīng)的開度為0%，設(shè)定發(fā)電機組運行最低穩(wěn)燃負荷的功率數(shù)為0%，設(shè)定發(fā)電機組BMCR對應(yīng)的所有磨煤機的等效開度為100%；
a. 對每個磨煤機容量風(fēng)門進行分段線性化，確定磨煤機容量風(fēng)門的開度改變值和總磨煤機容量風(fēng)門指令變化所對應(yīng)的數(shù)值；
b. 通過磨煤機的最低通風(fēng)量確定磨煤機容量風(fēng)門的最低開度；
c. 確定磨煤機容量風(fēng)門的開啟順序從先開啟下層至后開啟上層，確定磨煤機容量風(fēng)門的關(guān)閉順序從先關(guān)閉上層至后關(guān)閉下層；
所述步驟二中分段線性化的方法如下：維持一次風(fēng)壓力不變，改變磨煤機容量風(fēng)門的開度由0-100%，記錄此過程中磨煤機容量風(fēng)量的變化，根據(jù)其對應(yīng)情況進行磨煤機容量風(fēng)門的線性化。
鍋爐負荷控制是火力發(fā)電機組的一項重要自動控制，是實現(xiàn)整個機組協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)，而雙進雙出的磨煤機的出力控制是實現(xiàn)鍋爐負荷的前提。以往發(fā)電機組協(xié)調(diào)功能的鍋爐側(cè)控制通過磨煤機容量風(fēng)門來實現(xiàn)，控制效果不理想。本發(fā)明通過對磨煤機出力的機理分析，得出通過一次風(fēng)壓力調(diào)節(jié)所有磨煤機出力并協(xié)同磨煤機容量風(fēng)門聯(lián)合控制鍋爐負荷的方法。
本發(fā)明具有如下有益效果：
（1）降低鍋爐的一次風(fēng)機的出力水平達到節(jié)電目的；
（2）保證磨煤機始終在經(jīng)濟及安全的工作點運行，提高磨煤機的工作效率；
（3）可以極大的提高發(fā)電機組的變負荷速率，達到中儲式機組的控制水平；可實現(xiàn)機組協(xié)調(diào)控制穩(wěn)定投入加快機組的變負荷速率，以提高機組的安全運行水平。
具體實施方式
為使本發(fā)明的技術(shù)方案、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明中的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
一種基于連續(xù)可變一次風(fēng)壓力的鍋爐負荷控制設(shè)計方法，包括下述步驟：
步驟一：雙進雙出磨煤機一次風(fēng)壓力調(diào)整鍋爐負荷影響參數(shù)的研究，
雙進雙出磨煤機的負荷受磨煤機通風(fēng)量、磨煤機內(nèi)粉位和煤粉的干燥程度三種因素的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)煤粉的干燥程度和磨煤機內(nèi)的粉位是容易控制的兩個量，而磨煤機的最低出力取決于以上三者的最小值，因此將磨煤機的通風(fēng)量作為控制磨煤機負荷的關(guān)鍵因素。
通過公式（1）計算磨煤機的通風(fēng)量，定義Wf為磨煤機的通風(fēng)量，其計算公式為：（1）
Wf：通風(fēng)量
Klo：燃料相對可磨性系數(shù)
R90 ：煤粉在90μm篩孔上的剩余量的百分數(shù)
Φ ：鋼球填充率
D ：磨煤機筒體直徑
V ：磨煤機筒體容積
分析計算上述公式（1）得知磨煤機的通風(fēng)量與磨煤機本身及煤粉性能有關(guān)；
磨煤機的制粉能力與通風(fēng)量在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系；而磨煤機的通風(fēng)量取決于兩個因素：磨煤機入口的一次風(fēng)壓力和爐膛壓力間的壓力差、磨煤機的容量風(fēng)門的開度；基于雙進雙出磨煤機制粉系統(tǒng)的鍋爐通常配備了幾臺相同規(guī)格的磨煤機，因此，通過改變一次風(fēng)母管的壓力來改變磨煤機入口及出口的差壓改變所有磨煤機的通風(fēng)能力，進而改變磨煤機的帶負荷能力；
步驟二：一次風(fēng)壓力和磨煤機容量風(fēng)門的聯(lián)合控制策略
設(shè)定所有磨煤機容量風(fēng)門開度最大時歸一化為100%，設(shè)定最低不投油穩(wěn)燃負荷對應(yīng)的開度為0%，設(shè)定發(fā)電機組運行最低穩(wěn)燃負荷的功率數(shù)為0%，設(shè)定發(fā)電機組BMCR對應(yīng)的所有磨煤機的等效開度為100%；
a. 對每個磨煤機容量風(fēng)門進行分段線性化，確定磨煤機容量風(fēng)門的開度改變值和總磨煤機容量風(fēng)門指令變化所對應(yīng)的數(shù)值；
上述步驟a中所述的分段線性化方法如下：維持一次風(fēng)壓不變，改變磨煤機容量風(fēng)門的開度由0-100%，記錄此過程中磨煤機容量風(fēng)量的變化，根據(jù)其對應(yīng)情況進行磨煤機容量風(fēng)門的線性化；
b. 通過磨煤機的最低通風(fēng)量確定磨煤機容量風(fēng)門的最低開度；進行單個磨煤機的穩(wěn)燃試驗，確定該磨煤機容量風(fēng)門在特定一次風(fēng)壓力和鍋爐負荷下的最低開度；
c. 確定磨煤機容量風(fēng)檔板的開啟順序從先開啟下層磨煤機至后開啟上層磨煤機，確定磨煤機容量風(fēng)門的關(guān)閉順序從先關(guān)閉上層磨煤機容量風(fēng)門至后關(guān)閉下層磨煤機容量風(fēng)門。