火电机组高压旁路区间自适应控制方法技术

本发明专利技术属于火力发电机组自动控制技术领域，尤其涉及一种火电机组高压旁路区间自适应控制方法。包括：步骤1：在原火电机组高压旁路系统的逻辑组态中增加区间自适应控制回路模块；步骤2：增加升压切换接口，主蒸汽压力设定值由传统PI自整定回路切换至区间自适应控制回路；步骤3：控制系统投入实际运行，整定自适应模块区间控制参数，在机组启动时的升压工况检验控制效果。本发明专利技术通过现有DCS高压旁路控制系统，实时性好，现场调试过程简单，便于工程实现。本发明专利技术充分发挥模块化设计的优势，满足机组启动过程中的蒸汽参数控制要求，保证系统具备良好的抗干扰能力。具备良好的抗干扰能力。具备良好的抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
火电机组高压旁路区间自适应控制方法


[0001]本专利技术属于火力发电机组自动控制
，尤其涉及一种火电机组高压旁路区间自适应控制方法。

技术介绍

[0002]火电机组启动期间，旁路系统能够加快锅炉和主蒸汽、再热蒸汽的升温升压速度，使蒸汽参数尽快的达到汽轮机的冲转要求，同时在机组启动期间回收工质、降低噪音。在建设智慧型电厂的过程中，高压旁路控制系统的全自动运行是机组实现一键启停APS功能的一个重要节点，完善的控制功能使机组在启动过程中具备较强的抗干扰能力，从而达到少人或无人值守、缩短启动时间、节约机组启动费用的目标。
[0003]历史上，CCI公司曾经为其高压旁路系统设计了较为详细的启动曲线，用以适配CCI公司提供的高压旁路阀在火电机组中的全程控制，在众多火电机组的实际组态设计中均参考了该公司的设计理念。刘禾，白炎，李新利所著的《火电厂热工自动控制技术及应用》一书中将其控制过程分为五个阶段：最小阀位控制、最小压力控制、升压控制、定压控制、压力跟踪控制。除了升压控制阶段，其它四个过程较为容易实现，在升压控制阶段，其实现方式为应用PI控制器形成主蒸汽压力设定值，达到升压阶段随燃烧率扰动自适应控制主蒸汽压力的目的，其控制原理为随着锅炉的燃烧，主蒸汽压力会上升，减压阀开度Y会开增大，当Y大于设定开度Ym时，PI控制器输出增加，主蒸汽压力的设定值增加，直至升至冲转压力。在实际的应用中，国内大部分火电机组也是按此进行设计组态，但其全自动投入率是较低的。
[0004]以固定点设定开度Ym为目标的PI控制器自整定方案在实际运行过程中抗干扰能力与自适应能力较差，当燃烧率增速率稳定的情况下，调节效果尚可，但当锅炉出现扰动，燃烧率增减速率不同的工况下，较难跟随机组当前状态，经常造成主蒸汽压力定值和高压旁路阀开度大幅变化、波动，影响机组的主要运行参数的稳定，这也是目前高压旁路控制系统较难实现全程控制的关键所在，控制回路切为手动控制后失去了少人值守或无人值守的意义，使得机组旁路全程控制不能够完整实现。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种火电机组高压旁路区间自适应控制方法，是一种机组在升温升压过程中高压旁路区间自适应控制方法，其目的是为了解决控制能力差，人工干预过多失去全自动运行意义的缺陷，充分发挥模块化设计的优势，满足机组启动过程中的蒸汽参数控制要求，保证系统具备良好的抗干扰能力。
[0006]火电机组高压旁路区间自适应控制方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：在原火电机组高压旁路系统的逻辑组态中增加区间自适应控制回路模块；
[0008]步骤2：增加升压切换接口，主蒸汽压力设定值由传统PI自整定回路切换至区间自适应控制回路；
[0009]步骤3：控制系统投入实际运行，整定自适应模块区间控制参数，在机组启动时的
升压工况检验控制效果。
[0010]进一步的，所述自适应控制回路模块针对高压旁路启动过程中的升压控制阶段。
[0011]进一步的，所述自适应控制回路模块引入火力发电机组高压旁路控制逻辑后具备强鲁棒性特征；自适应控制回路模块中使用下列运行信号：高压旁路阀设定开度Ym、高压旁路阀开度Y、高压旁路阀前汽压PT、升压控制方式开关S。
[0012]进一步的，所述自适应控制模块以基于高压旁路阀开度的区间控制形成回路；在机组燃烧率上升、下降或保持稳定的不同状态，利用主蒸汽压力设定值升速率锁定/开放、降速率锁定/开放功能，按机组冷态、温态、热态不同工况自适应形成主蒸汽压力设定值；在燃烧率快速增加或减少时使高压旁路快速跟踪，缩短机组启动时间。
[0013]进一步的，所述自适应控制回路模块的控制阶段，当系统越过旁路全程控制中最小压力阶段，即高压旁路阀阀位超过Ym，机组进入到升压阶段；高压旁路阀以曲线形式运行。
[0014]进一步的，所述高压旁路阀以曲线形式运行，包括：
[0015]当系统处于运行曲线
①
处时，升速率开放状态，降速率锁定状态，主蒸汽压力设定点按冷态、温态、热态速率上升；燃烧率下降，高压旁路阀将自适应关小进入α区间；若燃烧率保持不变，则维持在设定值Ym附近；若燃烧率上升过快，超过机组启动曲线的允许速率，由于升速率方向的开放作用和调整燃烧率，高压旁路不继续向上过多远离Ym位置，控制燃烧率恢复正常后，将使其返回在设定值Ym位置。
[0016]进一步的，所述高压旁路阀以曲线形式运行，还包括：
[0017]当系统处于运行曲线
②
处时，高旁阀运行在α区间，升速率开放状态，降速率锁定状态，即主蒸汽压力设定点按冷态、温态、热态速率上升；若燃烧率上升过快，超过机组启动曲线的允许速率，由于升速率方向的开放作用，高压旁路将不继续向上过多；燃烧率保持稳定或下降后，则高旁阀由于降速率锁定状态将继续向下运行到曲线
③
范围。
[0018]进一步的，所述高压旁路阀以曲线形式运行，还包括：
[0019]当系统处于运行曲线
③
处时，高旁阀运行在β区间，升速率闭锁状态，降速率处于脉冲开放状态，即主蒸汽压力设定点在脉冲时间内向下开放，T1秒后锁定；若燃烧率上升过快，由于升速率方向锁定状态，则高压旁路阀按冷态、温态、热态速率返回到α区间；若燃烧率下降，则高旁阀在降速率脉冲时间内，降低高旁阀下降速率，试图维持其当前状态，结束后若燃烧率仍然不及时调整，将继续向下运行到运行曲线
④
范围。
[0020]进一步的，所述高压旁路阀以曲线形式运行，还包括：
[0021]当系统处于运行曲线
④
处时，高旁阀运行在β区间之下，升速率闭锁状态，降速率始终开放状态；若燃烧率持续上升，则高压旁路阀按冷态、温态、热态设定速率返回到β区间；若燃烧率持续下降，则高旁阀由于主蒸汽设定值自适应下降，同时发出报警提示，调整燃烧率，共同抑制高压旁路阀过度关闭，保证机组具备通流量。
[0022]进一步的，所述高压旁路阀以曲线形式运行，还包括：
[0023]当系统处于运行曲线
⑤
处时，高旁阀运行在β区间，其动作过程同c；
[0024]当系统处于运行曲线
⑥
处时，高旁阀运行在α区间，其动作过程同b；
[0025]当系统处于运行曲线
⑦
处时，高旁阀运行在α区间之上，其动作过程同a。
[0026]本专利技术具有以下有益效果及优点：
[0027](1)通过使用高压旁路区间自适应控制模块，保证机组在启动过程中的升温升压工况旁路系统能够自适应跟踪机组燃烧率的增速，达到缩短机组启动时间，节约机组启动费用的目的。
[0028](2)通过使用高压旁路区间自适应控制模块，提高机组在升温升压过程中的抗干扰能力，当系统故障燃烧率降低使主蒸汽压力下降后，通过脉冲锁定/开放压力速率和控制区间下限来自动适配当前主蒸汽压力，机组可保持一定的蒸汽通流量。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.火电机组高压旁路区间自适应控制方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1：在原火电机组高压旁路系统的逻辑组态中增加区间自适应控制回路模块；步骤2：增加升压切换接口，主蒸汽压力设定值由传统PI自整定回路切换至区间自适应控制回路；步骤3：控制系统投入实际运行，整定自适应模块区间控制参数，在机组启动时的升压工况检验控制效果。2.根据权利要求1所述的火电机组高压旁路区间自适应控制方法，其特征是：所述自适应控制回路模块针对高压旁路启动过程中的升压控制阶段。3.根据权利要求1所述的火电机组高压旁路区间自适应控制方法，其特征是：所述自适应控制回路模块引入火力发电机组高压旁路控制逻辑后具备强鲁棒性特征；自适应控制回路模块中使用下列运行信号：高压旁路阀设定开度Ym、高压旁路阀开度Y、高压旁路阀前汽压PT、升压控制方式开关S。4.根据权利要求1所述的火电机组高压旁路区间自适应控制方法，其特征是：所述自适应控制模块以基于高压旁路阀开度的区间控制形成回路；在机组燃烧率上升、下降或保持稳定的不同状态，利用主蒸汽压力设定值升速率锁定/开放、降速率锁定/开放功能，按机组冷态、温态、热态不同工况自适应形成主蒸汽压力设定值；在燃烧率快速增加或减少时使高压旁路快速跟踪，缩短机组启动时间。5.根据权利要求1所述的火电机组高压旁路区间自适应控制方法，其特征是：所述自适应控制回路模块的控制阶段，当系统越过旁路全程控制中最小压力阶段，即高压旁路阀阀位超过Ym，机组进入到升压阶段；高压旁路阀以曲线形式运行。6.根据权利要求5所述的火电机组高压旁路区间自适应控制方法，其特征是：所述高压旁路阀以曲线形式运行，包括：当系统处于运行曲线
①
处时，升速率开放状态，降速率锁定状态，主蒸汽压力设定点按冷态、温态、热态速率上升；燃烧率下降，高压旁路阀将自适应关小进入α区间；若燃烧率保持不变，则维持在设定值Ym附近；若燃烧率上升过快，超过机组启动曲线的允许速率，由于升速率方向的开放作用和调整燃烧率，高压旁路不继续向上过多远离Ym位置，控制燃烧率恢复正常后，将使其返回在设定值Ym位置。7.根据权利要求1所述的火电机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋圣军，李建军，姚远，李根，毕得忠，郑伟，季俊伟，邵毅，付宇，张连旭，阚欣明，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：