水泥窯余熱發(fā)電恒壓自動(dòng)發(fā)電控制模塊及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)中壓力控制方法，特別涉及水泥窯余熱發(fā)電恒壓自動(dòng)發(fā)電控制模塊及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)是直接對(duì)水泥窯在熟料煅燒過(guò)程中窯頭窯尾排放的余熱廢氣進(jìn)行回收，通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸氣帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。一條日產(chǎn)5000噸水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)每天可利用余熱發(fā)電21-24萬(wàn)度，可解決約60 %的熟料生產(chǎn)自用電，產(chǎn)品綜合能耗可下降約18%，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2.5萬(wàn)噸，減排二氧化碳約6萬(wàn)噸。對(duì)于水泥生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō):可以大幅度減少向社會(huì)發(fā)電廠的購(gòu)電量或大幅度減少水泥生產(chǎn)企業(yè)燃燒燃料的自備電廠的發(fā)電量以大大降低水泥生產(chǎn)能耗；可避免水泥窯廢氣余熱直接排入大氣造成的熱島現(xiàn)象，可減少C02等燃燒廢物的排放而有利于保護(hù)環(huán)境。因此水泥窯余熱發(fā)電為我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展、節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步、推動(dòng)資源綜合利用工作的開(kāi)展做出了重要貢獻(xiàn)。
[0003]水泥窯余熱發(fā)電往往是利用剩余熱量發(fā)電，熱源不穩(wěn)定，這就導(dǎo)致如果在恒負(fù)荷模式下壓力就不穩(wěn)定，壓力的不穩(wěn)定又會(huì)導(dǎo)致鍋爐水位波動(dòng)大，汽輪機(jī)受力變化大，減少汽輪機(jī)壽命。由于溫度波動(dòng)頻繁，因此要求操作員要長(zhǎng)期集中精力觀察壓力變化并做出調(diào)整，由于人的精力有限，長(zhǎng)期機(jī)械操作容易產(chǎn)生麻痹感，時(shí)間長(zhǎng)了，導(dǎo)致壓力波動(dòng)大，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定，減少了汽輪機(jī)的壽命，同時(shí)也浪費(fèi)了熱量，減少了發(fā)電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種水泥窯余熱發(fā)電恒壓自動(dòng)發(fā)電控制模塊，通過(guò)該控制模塊將水泥窯余熱發(fā)電過(guò)程中汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力波動(dòng)控制在較小的范圍，解決人為調(diào)整負(fù)荷控制壓力時(shí)，由于反應(yīng)較慢，造成壓力波動(dòng)大，工況不穩(wěn)定，減少了鍋爐熱效率，也損害了汽機(jī)使用壽命的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種泥窯余熱發(fā)電恒壓自動(dòng)發(fā)電控制方法。
[0006]本發(fā)明的第一目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種水泥窯余熱發(fā)電恒壓自動(dòng)發(fā)電控制模塊，包括
[0007]進(jìn)氣壓力信號(hào)獲取模塊:用于獲取汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力信號(hào)；
[0008]進(jìn)氣壓力測(cè)量模塊:用于根據(jù)汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力信號(hào)測(cè)量出汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值；
[0009]進(jìn)氣壓力目標(biāo)值設(shè)定模塊:用于設(shè)定汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力目標(biāo)值和設(shè)定進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的死區(qū)，根據(jù)死區(qū)獲取進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值和進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值；
[0010]進(jìn)氣壓力判定模塊:用于將汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值與進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值和進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值進(jìn)行比較；
[0011]升負(fù)荷指令控制模塊:用于在進(jìn)氣壓力值大于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值時(shí)，發(fā)送汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令；
[0012]以及降負(fù)荷指令控制模塊:用于在進(jìn)氣壓力值小于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值時(shí)，發(fā)送汽輪機(jī)降負(fù)荷脈沖指令。
[0013]優(yōu)選的，還包括:升/降升負(fù)荷脈沖持續(xù)時(shí)間設(shè)定模塊，用于設(shè)定升負(fù)荷指令控制模塊發(fā)送的汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖以及降負(fù)荷指令控制模塊發(fā)送的汽輪機(jī)降負(fù)荷脈沖的持續(xù)時(shí)間PTl ；
[0014]升/降升負(fù)荷脈沖持續(xù)時(shí)間設(shè)定模塊，用于設(shè)定升負(fù)荷指令控制模塊發(fā)送的汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖之間的間隔時(shí)間以及降負(fù)荷指令控制模塊發(fā)送的汽輪機(jī)降負(fù)荷脈沖之間的間隔時(shí)間。
[0015]優(yōu)選的，還包括:升負(fù)荷指令手動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，用于驅(qū)動(dòng)升負(fù)荷指令控制模塊發(fā)送汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令；
[0016]降負(fù)荷指令手動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，用于驅(qū)動(dòng)降負(fù)荷指令控制模塊控制發(fā)送汽輪機(jī)降負(fù)荷脈沖指令；
[0017]手動(dòng)和自動(dòng)工作模式控制模塊，用于控制水泥窯余熱發(fā)電恒壓自動(dòng)發(fā)電控制模塊的工作模式為自動(dòng)工作模式或手動(dòng)工作模式；當(dāng)為手動(dòng)工作模式時(shí)，通過(guò)升負(fù)荷指令手動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)升負(fù)荷指令控制模塊發(fā)送汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令，或者降負(fù)荷指令手動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)降負(fù)荷指令控制模塊控制發(fā)送汽輪機(jī)降負(fù)荷脈沖指令。
[0018]優(yōu)選的，還包括:油動(dòng)機(jī)行程獲取模塊，用于獲取油動(dòng)機(jī)行程，其中油動(dòng)機(jī)為用于調(diào)節(jié)汽輪機(jī)上進(jìn)氣閥門(mén)開(kāi)度的設(shè)備，油動(dòng)機(jī)行程代表了汽輪機(jī)上進(jìn)氣閥門(mén)的開(kāi)度；
[0019]油動(dòng)機(jī)行程上限值設(shè)定模塊，用于設(shè)定油動(dòng)機(jī)行程上限值；
[0020]油動(dòng)機(jī)行程判定模塊，用于判定油動(dòng)機(jī)行程是否超過(guò)油動(dòng)機(jī)行程上限值，若是，則控制鎖定升負(fù)荷指令控制模塊，阻止汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送，直到油動(dòng)機(jī)行程小于油動(dòng)機(jī)行程上限值時(shí)，解除鎖定。
[0021]更進(jìn)一步的，還包括:汽輪機(jī)瞬時(shí)功率獲取模塊，用于獲取汽輪機(jī)瞬時(shí)功率，以計(jì)算出汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量；
[0022]汽輪機(jī)的功率上限值設(shè)定模塊，用于設(shè)定汽輪機(jī)的功率上限值；
[0023]汽輪機(jī)瞬時(shí)功率判定模塊，用于判定汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量是否超過(guò)汽輪機(jī)的功率上限值，若是，則控制鎖定升負(fù)荷指令控制模塊，阻止汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送，直到汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力值小于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值時(shí)或者水泥窯余熱發(fā)電恒壓自動(dòng)發(fā)電控制模塊進(jìn)入手動(dòng)工作模式時(shí)，解除鎖定。
[0024]本發(fā)明的第二目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種水泥窯余熱發(fā)電恒壓自動(dòng)發(fā)電控制方法，步驟如下:
[0025]S1、設(shè)定汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力目標(biāo)值、進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值和進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值，并且獲取汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力信號(hào)，根據(jù)汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力信號(hào)測(cè)量出汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值；
[0026]S2、將汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值與進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值和進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值進(jìn)行比較；若汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值大于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值，則進(jìn)入步驟S3 ;若汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值小于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值，則進(jìn)入步驟S4 ;
[0027]S3、每隔一段時(shí)間自動(dòng)發(fā)一次升負(fù)荷脈沖指令，直到汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力值小于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值時(shí)，停止升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送；
[0028]S4、每隔一段時(shí)間自動(dòng)發(fā)一次降負(fù)荷脈沖指令，直到汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力值大于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值時(shí)，停止降負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送。
[0029]優(yōu)選的，所述步驟SI還包括設(shè)定用于調(diào)節(jié)汽輪機(jī)上進(jìn)氣閥門(mén)開(kāi)度的油動(dòng)機(jī)行程上限值，并且獲取油動(dòng)機(jī)行程信號(hào)；
[0030]所述步驟S2中還包括判定當(dāng)前汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)行程是否超過(guò)油動(dòng)機(jī)行程上限值，在所述步驟S2中，在汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值大于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值的同時(shí)油機(jī)行程未超過(guò)油機(jī)行程上限時(shí)，則進(jìn)入步驟S3 ;若當(dāng)前汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)行程超過(guò)油動(dòng)機(jī)行程上限值，則進(jìn)入以下步驟S5;
[0031]S5、控制鎖定汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送，即阻止汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送，直到油動(dòng)機(jī)行程小于油動(dòng)機(jī)行程上限值時(shí)，解除鎖定。
[0032]優(yōu)選的，所述步驟SI還包括設(shè)定汽輪機(jī)的功率上限值，并且獲取汽輪機(jī)瞬時(shí)功率，然后根據(jù)汽輪機(jī)瞬時(shí)功率計(jì)算出汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量；
[0033]所述步驟S2中還包括判定汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量是否超過(guò)功率上限，在所述步驟S2中，在汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值大于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值的同時(shí)汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量未超過(guò)功率上限時(shí)，則進(jìn)入步驟S3 ;若汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量超過(guò)功率上限，則進(jìn)入以下步驟S5 ；
[0034]S5、控制鎖定汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送，即阻止汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送，直到汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力值小于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值或?yàn)槭謩?dòng)工作模式時(shí)，解除鎖定。
[0035]優(yōu)選的，所述步驟SI還包括:設(shè)定用于調(diào)節(jié)汽輪機(jī)上進(jìn)氣閥門(mén)開(kāi)度的油動(dòng)機(jī)行程上限值，并且獲取油動(dòng)機(jī)行程信號(hào)；設(shè)定汽輪機(jī)的功率上限值，并且獲取汽輪機(jī)瞬時(shí)功率，然后根據(jù)汽輪機(jī)瞬時(shí)功率計(jì)算出汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量；
[0036]所述步驟S2中還包括判定當(dāng)前汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)行程是否超過(guò)油動(dòng)機(jī)行程上限值以及判定汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量是否超過(guò)汽輪機(jī)的功率上限值，在所述步驟S2中，在汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值大于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值的同時(shí)油機(jī)行程未超過(guò)油機(jī)行程上限，且汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量未超過(guò)汽輪機(jī)的功率上限值時(shí)，則進(jìn)入步驟S3 ;若當(dāng)前汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)行程超過(guò)油動(dòng)機(jī)行程上限值，和/或汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電量超過(guò)功率上限，則進(jìn)入以下步驟S5 ;
[0037]S5、控制鎖定汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送，即阻止汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令的發(fā)送，直到油動(dòng)機(jī)行程小于油動(dòng)機(jī)行程上限值時(shí)，并且汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力值小于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值或進(jìn)入到手動(dòng)工作模式時(shí)，解除鎖定。
[0038]優(yōu)選的，還包括手動(dòng)工作模式，當(dāng)為手動(dòng)工作模式時(shí)，操作人員人為驅(qū)動(dòng)發(fā)送汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令，或者人為驅(qū)動(dòng)發(fā)送汽輪機(jī)降負(fù)荷脈沖指令。
[0039]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0040](I)本發(fā)明根據(jù)汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力信號(hào)測(cè)量出汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值，然后將汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力值與進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值和進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值進(jìn)行比較，在汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力值大于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的上限值時(shí)，發(fā)送汽輪機(jī)升負(fù)荷脈沖指令，在進(jìn)氣壓力值小于等于進(jìn)氣壓力目標(biāo)值的下限值時(shí)，發(fā)送汽輪機(jī)降負(fù)荷脈沖指令。通過(guò)本發(fā)明將水泥窯余熱發(fā)電過(guò)程中汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力波動(dòng)自動(dòng)控制在較小的范圍，解決人為調(diào)整負(fù)荷控制壓力時(shí)，由于反應(yīng)較慢造成壓力波動(dòng)大、工況不穩(wěn)