一种燃煤机组深度调峰工况的锅炉稳燃控制方法技术

本发明专利技术公开了一种燃煤机组深度调峰工况的锅炉稳燃控制方法，包括通过给煤机变频器指令（1）控制进入锅炉炉膛的给煤量、磨煤机热风门挡板指令（2）控制输送煤粉所需的一次风量以及送风机动叶指令（3）控制进入锅炉炉膛的二次风量，机组进入深度调峰工况后，在控制进入锅炉炉膛的给煤量的给煤机指令运算回路（7）前增加紧急稳燃煤量运算回路（4）；在送风机动叶指令运算回路（12）前增加紧急稳燃风量运算回路（50）。通过设置的判断阈值器，提高进入深度调峰工况的灵敏度，通过合理的协同处理分配可以快速的调整锅炉的燃烧工况，提高了临界状态下锅炉燃烧的稳定性，避免了锅炉灭火的风险，维持机组长期安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤机组深度调峰工况的锅炉稳燃控制方法
本专利技术涉及一种燃煤机组深度调峰工况的锅炉稳燃控制方法。
技术介绍
近些年，我国风电、光伏等新能源快速发展，大规模特高压直流输电工程落地投运，常规火力发电机组在电源结构中占比减小，发电负荷率呈逐年下降趋势，火电机组深度调峰已成为新常态，同时，随着电力辅助服务市场的正式运营，参与深度调峰竞标服务已成为发电企业新的利润点。在深度调峰下，机组运行特性更加复杂，锅炉燃烧更加接近临界稳定点，锅炉存在灭火的风险，在协调控制降负荷过程中，燃煤量超调对锅炉燃烧稳定造成更大压力，因此，急需研究一种锅炉稳定燃烧的控制方法，确保机组在参与深度调峰辅助服务期间，维持机组长期安全稳定运行，为机组运营争取更大发电利润。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种燃煤机组深度调峰工况的锅炉稳燃控制方法，是为了解决燃煤发电机组深度调峰期间锅炉燃烧稳定控制的难题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种燃煤机组深度调峰工况的锅炉稳燃控制方法，包括通过给煤机变频器指令（1）控制进入锅炉炉膛的给煤量、磨煤机热风门挡板指令（2）控制输送煤粉所需的一次风量以及送风机动叶指令（3）控制进入锅炉炉膛的二次风量，在正常工作状态下：所述给煤机变频器指令（1）由实际煤量（5）和负荷指令（6）经给煤机指令运算回路（7）得到；所述磨煤机热风门挡板指令（2）由所述给煤机指令运算回路（7）中给煤量设定值（60）和磨煤机风量实测值（8）经磨煤机风量指令运算回路（9）得到；所述送风机动叶指令（3）由烟气含氧量（17）、总风量（11）、负荷指令（6）以及给煤机指令运算回路（7）中的给煤量设定值（60）经送风机动叶指令运算回路（12）得到；当机组负荷低于50%额定负荷时，机组进入深度调峰工况，其中：所述深度调峰工况包括：一，在控制进入锅炉炉膛的给煤量的给煤机指令运算回路（7）前增加紧急稳燃煤量运算回路（4），紧急稳燃煤量运算回路（4）对获取的机组负荷（14）和炉膛压力（15）进行处理，如果炉膛负压下降速度过快或者炉膛负压过低，则输出一个紧急稳燃煤量前馈值（33）至给煤机指令运算回路（7），给煤机指令运算回路（7）发出加快锅炉炉膛的给煤量指令以及通过给煤量设定值（60）由磨煤机风量指令运算回路（9）发出增大输送煤粉所需的一次风量指令；二，在送风机动叶指令运算回路（12）前增加紧急稳燃风量运算回路（50），紧急稳燃风量运算回路（50）对获取的烟气含氧量（17）和烟气含一氧化碳量（16）进行处理，如果烟气含一氧化碳量过高，则输出紧急稳燃风量前馈值（56）至送风机动叶指令运算回路（12）调整进入锅炉炉膛的二次风量。方案进一步是：所述紧急稳燃煤量运算回路包括：一个负荷判断阈值器（32）和一个与值器（26），负荷判断阈值器（32）用于判断机组负荷是否低于50%额定负荷，负荷判断阈值器（32）的输出连接与值器（26）的一个输入端；一个下降速度判断阈值器（28）、一个下降过低判断阈值器（31）和一个或值器（27），下降速度判断阈值器（28）和下降过低判断阈值器（31）的输入端分别连接炉膛负压（15），下降速度判断阈值器（28）用于判断炉膛负压下降速度是否过快，下降过低判断阈值器（31）用于判断炉膛负压是否过低，下降速度判断阈值器（28）和下降过低判断阈值器（31）的输出分别连接或值器（27）的两个输入端，或值器（27）的输出连接与值器（26）的另一个输入端；与值器（26）的输出作为锅炉燃烧异常报警连接一个切换器（25），切换器（25）有两个输入，一个为“0”值输入，另一个为前馈量定值A1输入，切换器（25）的输出连接一个速度限制器（24），速度限制器（24）有升速率限定值A2输入和降速率限定值A3输入，速度限制器（24）输出连接一个限幅器（23），限幅器（23）的输出作为稳燃煤量前馈值（33）；工作流程是：当满足机组负荷低于50%额定负荷以及炉膛负压下降速度过快或者炉膛负压过低，则与值器（26）的输出驱动切换器（25）将“0”值输入切换至前馈量定值A1输入，前馈量定值A1输入经升速率限定和降速率限定以及幅度限定后作为紧急稳燃煤量前馈值（33）输出。方案进一步是：在下降速度判断阈值器（28）与炉膛负压（15）之间设置有一个加法器（29），炉膛负压（15）连接加法器（29）的正项输入，炉膛负压（15）经一个滞后控制器（30）后连接加法器（29）的负项输入。方案进一步是：所述下降速度判断阈值器（28）的下降速度阈值是-100Pa/秒，下降过低判断阈值器（31）的下降过低阈值是-2000Pa。方案进一步是：所述给煤机指令运算回路（7）包括：给定煤量值发生器、加法器（19）和闭环控制器（49），负荷指令（6）经给定煤量值发生器输出给定煤量基本值，给定煤量基本值与紧急稳燃煤量前馈值（33）经加法器（19）输出给煤量设定值（60），给煤量设定值（60）和实际煤量（5）在闭环控制器（49）比较后调整输出给煤机变频器指令（1），使实际煤量（5）逐渐接近给煤量设定值（60）。方案进一步是：所述给定煤量发生器包括：一个函数发生器（20）、滞后控制器（21）、第一加法器（22）和第二加法器（18），负荷指令（6）经函数发生器（20）输出一个负荷静态前馈值至第二加法器（18）的一个正项输入，负荷指令（6）至第一加法器（22）的正项输入，同时负荷指令（6）经滞后控制器（21）后输出至第一加法器（22）的负项输入，第一加法器（22）计算后输出一个负荷动态前馈值至第二加法器（18）的另一个正项输入，第二加法器（18）将负荷静态前馈值和负荷动态前馈值相加后输出给定煤量基本值。方案进一步是：磨煤机风量指令运算回路（9）包括：一个闭环控制器（44），给煤量设定值（60）作为第三加法器（47）的一个正项输入，给煤量设定值（60）经滞后控制器（48）后输出作为第三加法器（47）的负项输入，第三加法器（47）的输出作为第四加法器（45）的一个正项输入，给煤量设定值（60）再经一个函数发生器（46）作为第四加法器（45）的另一个正项输入，第四加法器（45）的输出作为磨煤机风量设定值送至闭环控制器（44）的一个输入，闭环控制器（44）的另一个输入是磨煤机风量实测值（8），闭环控制器（44）将磨煤机风量设定值与磨煤机风量实测值（8）进行比较调整输出磨煤机热风门挡板指令（2），使磨煤机风量实测值（8）逐渐接近磨煤机风量设定值。方案进一步是：所述紧急稳燃风量运算回路（50）包括：一个切换器（41），切换器（41）有一个为“0”的N端输入，所述烟气含一氧化碳量（16）连接一个函数发生器（43），函数发生器（43）根据烟气含一氧化碳量（16）产生一个稳燃风量前馈值至切换器（41）的Y端输入，切换器（41）的输出作为紧急稳燃风量前馈值（56）至送风机动叶指令运算回路（12）；烟气含一氧化碳量（16）还同时连接一个一氧化碳正常阈值判断器（51）和一个一氧化碳非正常阈值判本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃煤机组深度调峰工况的锅炉稳燃控制方法，包括通过给煤机变频器指令（1）控制进入锅炉炉膛的给煤量、磨煤机热风门挡板指令（2）控制输送煤粉所需的一次风量以及送风机动叶指令（3）控制进入锅炉炉膛的二次风量，在正常工作状态下：/n所述给煤机变频器指令（1）由实际煤量（5）和负荷指令（6）经给煤机指令运算回路（7）得到；/n所述磨煤机热风门挡板指令（2）由所述给煤机指令运算回路（7）中给煤量设定值（60）和磨煤机风量实测值（8）经磨煤机风量指令运算回路（9）得到；/n所述送风机动叶指令（3）由烟气含氧量（17）、总风量（11）、负荷指令（6）以及给煤机指令运算回路（7）中的给煤量设定值（60）经送风机动叶指令运算回路（12）得到；/n当机组负荷低于50%额定负荷时，机组进入深度调峰工况，其特征在于：所述深度调峰工况包括：/n一，在控制进入锅炉炉膛的给煤量的给煤机指令运算回路（7）前增加紧急稳燃煤量运算回路（4），紧急稳燃煤量运算回路（4）对获取的机组负荷（14）和炉膛压力（15）进行处理，如果炉膛负压下降速度过快或者炉膛负压过低，则输出一个紧急稳燃煤量前馈值（33）至给煤机指令运算回路（7），给煤机指令运算回路（7）发出加快锅炉炉膛的给煤量指令以及通过给煤量设定值（60）由磨煤机风量指令运算回路（9）发出增大输送煤粉所需的一次风量指令；/n二，在送风机动叶指令运算回路（12）前增加紧急稳燃风量运算回路（50），紧急稳燃风量运算回路（50）对获取的烟气含氧量（17）和烟气含一氧化碳量（16）进行处理，如果烟气含一氧化碳量过高，则输出紧急稳燃风量前馈值（56）至送风机动叶指令运算回路（12）调整进入锅炉炉膛的二次风量。/n...

【技术特征摘要】
1.一种燃煤机组深度调峰工况的锅炉稳燃控制方法，包括通过给煤机变频器指令（1）控制进入锅炉炉膛的给煤量、磨煤机热风门挡板指令（2）控制输送煤粉所需的一次风量以及送风机动叶指令（3）控制进入锅炉炉膛的二次风量，在正常工作状态下：
所述给煤机变频器指令（1）由实际煤量（5）和负荷指令（6）经给煤机指令运算回路（7）得到；
所述磨煤机热风门挡板指令（2）由所述给煤机指令运算回路（7）中给煤量设定值（60）和磨煤机风量实测值（8）经磨煤机风量指令运算回路（9）得到；
所述送风机动叶指令（3）由烟气含氧量（17）、总风量（11）、负荷指令（6）以及给煤机指令运算回路（7）中的给煤量设定值（60）经送风机动叶指令运算回路（12）得到；
当机组负荷低于50%额定负荷时，机组进入深度调峰工况，其特征在于：所述深度调峰工况包括：
一，在控制进入锅炉炉膛的给煤量的给煤机指令运算回路（7）前增加紧急稳燃煤量运算回路（4），紧急稳燃煤量运算回路（4）对获取的机组负荷（14）和炉膛压力（15）进行处理，如果炉膛负压下降速度过快或者炉膛负压过低，则输出一个紧急稳燃煤量前馈值（33）至给煤机指令运算回路（7），给煤机指令运算回路（7）发出加快锅炉炉膛的给煤量指令以及通过给煤量设定值（60）由磨煤机风量指令运算回路（9）发出增大输送煤粉所需的一次风量指令；
二，在送风机动叶指令运算回路（12）前增加紧急稳燃风量运算回路（50），紧急稳燃风量运算回路（50）对获取的烟气含氧量（17）和烟气含一氧化碳量（16）进行处理，如果烟气含一氧化碳量过高，则输出紧急稳燃风量前馈值（56）至送风机动叶指令运算回路（12）调整进入锅炉炉膛的二次风量。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紧急稳燃煤量运算回路包括：
一个负荷判断阈值器（32）和一个与值器（26），负荷判断阈值器（32）用于判断机组负荷是否低于50%额定负荷，负荷判断阈值器（32）的输出连接与值器（26）的一个输入端；
一个下降速度判断阈值器（28）、一个下降过低判断阈值器（31）和一个或值器（27），下降速度判断阈值器（28）和下降过低判断阈值器（31）的输入端分别连接炉膛负压（15），下降速度判断阈值器（28）用于判断炉膛负压下降速度是否过快，下降过低判断阈值器（31）用于判断炉膛负压是否过低，下降速度判断阈值器（28）和下降过低判断阈值器（31）的输出分别连接或值器（27）的两个输入端，或值器（27）的输出连接与值器（26）的另一个输入端；
与值器（26）的输出作为锅炉燃烧异常报警连接一个切换器（25），切换器（25）有两个输入，一个为“0”值输入，另一个为前馈量定值A1输入，切换器（25）的输出连接一个速度限制器（24），速度限制器（24）有升速率限定值A2输入和降速率限定值A3输入，速度限制器（24）输出连接一个限幅器（23），限幅器（23）的输出作为稳燃煤量前馈值（33）；
工作流程是：当满足机组负荷低于50%额定负荷以及炉膛负压下降速度过快或者炉膛负压过低，则与值器（26）的输出驱动切换器（25）将“0”值输入切换至前馈量定值A1输入，前馈量定值A1输入经升速率限定和降速率限定以及幅度限定后作为紧急稳燃煤量前馈值（33）输出。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在下降速度判断阈值器（28）与炉膛负压（15）之间设置有一个加法器（29），炉膛负压（15）连接加法器（29）的正项输入，炉膛负压（15）经一个滞后控制器（30）后连接加法器（29）的负项输入。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述下降速度判断阈值器（28）的下降速度阈值是-100Pa/秒，下降过低判断阈值器（31）的下降过低阈值是-2000Pa。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述给煤机指令运算回路（7）包括：给定煤量值发生器、加法器（19）和闭环控制器（49），负荷指令（6）经给定煤量值发生器输出给定煤量基本值，给定煤量基本值与紧急稳燃煤量前馈值（33）经加法器（19）输出给煤量设定值（60），给煤量设定值（60）和实际煤量（5）在闭环控制器（49）比较后调整输出给煤机变频器指令（1），使实际煤量（5）逐渐接近给煤量设定值（60）。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述给定煤量发生器包括：
一个函数发生器（20）、滞后控制器（21）、第一加法器...

【专利技术属性】
技术研发人员：施壮，任曼曼，丁磊，田笑楠，方伦，李梓楠，邓竞蓝，吴忠，李婧，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34