基于虛擬燃料量的火力發(fā)電機(jī)組入爐煤量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于虛擬燃料量的火力發(fā)電機(jī)組入爐煤量控制方法，包括步驟有：(1)通過機(jī)組負(fù)荷指令、鍋爐主蒸汽壓力偏差信號形成燃料量指令信號。(2)通過磨煤機(jī)容量風(fēng)門開度和磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力信號，獲得由容量風(fēng)門開度和磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力表征的虛擬燃料量。(3)利用PID運(yùn)算器，對燃料量指令與虛擬燃料量的偏差信號進(jìn)行動態(tài)修正，調(diào)節(jié)容量風(fēng)門開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量。本發(fā)明利用磨煤機(jī)容量風(fēng)門開度和磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力經(jīng)函數(shù)運(yùn)算和乘法運(yùn)算形成進(jìn)入爐膛的虛擬燃料量，解決了雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)火力發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)系統(tǒng)由于容量風(fēng)量測量可靠性差，造成機(jī)組運(yùn)行參數(shù)波動大，甚至協(xié)調(diào)系統(tǒng)無法投運(yùn)的問題，提高了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
【專利說明】 基于虛擬燃料量的火力發(fā)電機(jī)組入爐煤量控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于控制工程【技術(shù)領(lǐng)域】。涉及一種基于虛擬燃料量的火力發(fā)電機(jī)組入爐煤量控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電廠鍋爐機(jī)組參數(shù)和容量的提高，對熱工自動控制水平也提出了更高要求?；鹆Πl(fā)電廠制粉系統(tǒng)的任務(wù)就是為鍋爐提供一定數(shù)量、質(zhì)量并滿足負(fù)荷要求的煤粉。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)因煤種適應(yīng)能力強(qiáng)、鍋爐負(fù)荷響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)中，原煤經(jīng)給煤機(jī)輸送至磨煤機(jī)，被磨煤機(jī)內(nèi)的鋼球撞擊研磨成煤粉。細(xì)度合格的煤粉被容量風(fēng)攜帶進(jìn)入爐膛燃燒。細(xì)度不合格的煤粉在磨煤機(jī)內(nèi)繼續(xù)研磨。磨煤機(jī)筒體內(nèi)存有一部分煤粉，因此進(jìn)入爐膛的煤量不能直接由給煤機(jī)的給煤量反映，而是通過磨煤機(jī)容量風(fēng)量來間接表征。但受現(xiàn)場容量風(fēng)測量裝置的安裝、標(biāo)定質(zhì)量，以及設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣、測量孔堵塞、料位測量等影響，存在容量風(fēng)測量可靠性差，計(jì)算入爐煤量與實(shí)際入爐煤量偏差大等問題，易造成鍋爐/汽輪機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)差，機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù)波動大，鍋爐燃燒不穩(wěn)定，影響機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于虛擬燃料量的火力發(fā)電機(jī)組入爐煤量控制方法。在雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)火力發(fā)電機(jī)組鍋爐/汽輪機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中使用該方法，可解決由于磨煤機(jī)容量風(fēng)量測量可靠性差、計(jì)算入爐煤量與實(shí)際入爐煤量偏差大造成機(jī)組運(yùn)行參數(shù)波動大，甚至協(xié)調(diào)系統(tǒng)無法投運(yùn)的問題，可提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于虛擬燃料量的火力發(fā)電機(jī)組入爐煤量控制方法，包括下述步驟:
[0005]步驟一:通過DCS的模擬量輸入通道，取機(jī)組負(fù)荷指令信號，通過燃料量指令前饋函數(shù)運(yùn)算，形成燃料量指令前饋信號；取主蒸汽壓力的測量信號，并與主蒸汽壓力設(shè)定值進(jìn)行減法運(yùn)算，獲得主蒸汽壓力偏差信號，然后對主蒸汽壓力偏差信號進(jìn)行壓力偏差前饋函數(shù)運(yùn)算，形成壓力偏差前饋信號；對主蒸汽壓力偏差信號進(jìn)行PID運(yùn)算，形成燃料量指令動態(tài)修正信號；利用常規(guī)加法運(yùn)算，將燃料量指令前饋信號、壓力偏差前饋信號和燃料量指令動態(tài)修正信號相加，形成燃料量指令信號；
[0006]步驟二:通過DCS的模擬量輸入通道，取磨煤機(jī)容量風(fēng)門開度，通過風(fēng)門開度對應(yīng)虛擬燃料量函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，獲得容量風(fēng)門開度所表征的燃料量；同樣通過DCS的模擬量輸入通道取磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力信號，通過磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力對應(yīng)的虛擬燃料量修正系數(shù)函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，獲得燃料量修正系數(shù)；利用常規(guī)乘法運(yùn)算，將容量風(fēng)門開度所表征的燃料量乘以磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力形成的修正系數(shù)，獲得進(jìn)入鍋爐爐膛的虛擬燃料量；
[0007]步驟三:利用常規(guī)減法運(yùn)算，將燃料量指令與實(shí)際進(jìn)入爐膛的虛擬燃料量相減，獲得燃料量偏差信號；對燃料量偏差信號進(jìn)行PID運(yùn)算，形成燃料量偏差修正信號；
[0008]步驟四:利用常規(guī)加法運(yùn)算，將燃料量偏差修正信號，加上運(yùn)行人員根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況設(shè)置的偏置信號，作為容量風(fēng)門開度指令，調(diào)整容量風(fēng)門開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)核心是:利用磨煤機(jī)容量風(fēng)門開度和磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力進(jìn)行函數(shù)f(x)運(yùn)算和乘法運(yùn)算，形成進(jìn)入爐膛的虛擬燃料量，克服了由于容量風(fēng)量測量可靠性差、計(jì)算入爐煤量與實(shí)際入爐煤量偏差大，造成鍋爐/汽輪機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)差，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)波動大，甚至協(xié)調(diào)系統(tǒng)無法投運(yùn)的問題，提高了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
[0011]I)、解決了由于容量風(fēng)量測量可靠性差，計(jì)算入爐煤量與實(shí)際入爐煤量偏差大，造成鍋爐/汽輪機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)差，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)波動大，甚至協(xié)調(diào)系統(tǒng)無法投運(yùn)的問題，提高了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[0012]2)、通過DCS (英文全稱為Distributed Control System的縮寫，中文譯文為分散控制系統(tǒng))工程軟件計(jì)算，不需增加投資。
[0013]3)、適用于各種火力發(fā)電機(jī)組DCS控制系統(tǒng)，組態(tài)方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的虛擬燃料量計(jì)算SAMA圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015](I)、燃料量指令計(jì)算。①通過DCS的模擬量輸入通道，取機(jī)組負(fù)荷指令信號，機(jī)組負(fù)荷指令經(jīng)燃料量指令前饋函數(shù)運(yùn)算，獲得機(jī)組負(fù)荷對燃料量的前饋信號，燃料量指令前饋函數(shù)對應(yīng)關(guān)系如表I所示，具體函數(shù)形式是根據(jù)機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)測定。②取主蒸汽壓力的測量信號，利用常規(guī)減法運(yùn)算，將主蒸汽壓力與其設(shè)定值相減，獲得主蒸汽壓力偏差信號；然后，利用主蒸汽壓力偏差信號進(jìn)行壓力偏差前饋函數(shù)運(yùn)算，形成壓力偏差前饋信號，壓力偏差前饋函數(shù)對應(yīng)關(guān)系如表2所示，具體函數(shù)形式是根據(jù)機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)測定。③對壓力偏差信號進(jìn)行PID(比例、積分、微分)運(yùn)算，形成燃料量指令動態(tài)修正信號。利用常規(guī)加法運(yùn)算，將上述三項(xiàng)相加，形成燃料量指令信號。
[0016]表I機(jī)組負(fù)荷指令對燃料的前饋函數(shù)
[0017]
負(fù)荷指令(MW) [0 [?50 [330 [4OO [5OO [660
燃料指令前饋(t)~O 73 160 194 242 320
[0018]表2壓力偏差對燃料的前饋函數(shù)
[0019]
壓力偏差(MPa) Y~2 Pl Ι-0.3~?θ3 [I [2
燃料指令前饋(t)~~20^~8 O O 8 20
[0020](2)、虛擬燃料量計(jì)算。通過DCS的模擬量輸入通道，取磨煤機(jī)容量風(fēng)門開度，磨煤機(jī)容量風(fēng)門開度經(jīng)虛擬燃料量函數(shù)運(yùn)算，獲得其所表征的虛擬燃料量，虛擬燃料量函數(shù)對應(yīng)關(guān)系如表3所示，具體函數(shù)形式是根據(jù)機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)測定。同樣通過DCS的模擬量輸入通道取磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力信號，通過磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力對應(yīng)的虛擬燃料量修正系數(shù)函數(shù)運(yùn)算，獲得燃料量修正系數(shù)，函數(shù)對應(yīng)關(guān)系如表4所示，具體函數(shù)形式是根據(jù)機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)測定。利用常規(guī)乘法運(yùn)算，將容量風(fēng)門開度所表征的燃料量乘以磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力形成的修正系數(shù)，獲得進(jìn)入鍋爐爐膛的虛擬燃料量。
[0021]表3容量風(fēng)門開度對應(yīng)的虛擬燃料量
[0022]
風(fēng)門開度(％ )~[0 [?5 [40 [55 [?00~[?05
虛擬燃料量(t) O 5 30 37.5 45 45
[0023]表4磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力對應(yīng)的虛擬燃料量修正系數(shù)
[0024]
一次風(fēng)壓力(kPa) [0[2U?θ[8[Ι? [?2 [?5
燃料量修正系數(shù)(％ ) b0.447~0.632~0.775~0.894~T70 1.095~ 1.225
[0025](3)、燃料量偏差修正。利用常規(guī)減法運(yùn)算，將燃料量指令與實(shí)際進(jìn)入爐膛的虛擬燃料量相減，獲得燃料量偏差信號。對燃料量偏差信號進(jìn)行PID運(yùn)算，形成燃料量偏差修正信號，PID控制器的參數(shù)通過燃料擾動試驗(yàn)測定。
[0026](4)、燃料量調(diào)節(jié)。利用常規(guī)加法運(yùn)算，將燃料量偏差修正信號，加上運(yùn)行人員根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況設(shè)置的偏置信號，作為容量風(fēng)門開度指令，調(diào)整容量風(fēng)門開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入鍋爐爐膛的燃料量。
【權(quán)利要求】
1.一種基于虛擬燃料量的火力發(fā)電機(jī)組入爐煤量控制方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟一:通過DCS的模擬量輸入通道，取機(jī)組負(fù)荷指令信號，通過燃料量指令前饋函數(shù)運(yùn)算，形成燃料量指令前饋信號；取主蒸汽壓力的測量信號，并與主蒸汽壓力設(shè)定值進(jìn)行減法運(yùn)算，獲得主蒸汽壓力偏差信號，然后對主蒸汽壓力偏差信號進(jìn)行壓力偏差前饋函數(shù)運(yùn)算，形成壓力偏差前饋信號；對主蒸汽壓力偏差信號進(jìn)行PID運(yùn)算，形成燃料量指令動態(tài)修正信號；利用常規(guī)加法運(yùn)算，將燃料量指令前饋信號、壓力偏差前饋信號和燃料量指令動態(tài)修正信號相加，形成燃料量指令信號； 步驟二:通過DCS的模擬量輸入通道，取磨煤機(jī)容量風(fēng)門開度，通過風(fēng)門開度對應(yīng)虛擬燃料量函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，獲得容量風(fēng)門開度所表征的燃料量；同樣通過DCS的模擬量輸入通道取磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力信號，通過磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力對應(yīng)的虛擬燃料量修正系數(shù)函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，獲得燃料量修正系數(shù)；利用常規(guī)乘法運(yùn)算，將容量風(fēng)門開度所表征的燃料量乘以磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓力形成的修正系數(shù)，獲得進(jìn)入鍋爐爐膛的虛擬燃料量； 步驟三:利用常規(guī)減法運(yùn)算，將燃料量指令與實(shí)際進(jìn)入爐膛的虛擬燃料量相減，獲得燃料量偏差信號；對燃料量偏差信號進(jìn)行PID運(yùn)算，形成燃料量偏差修正信號； 步驟四:利用常規(guī)加法運(yùn)算，將燃料量偏差修正信號，加上運(yùn)行人員根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況設(shè)置的偏置信號，作為容量風(fēng)門開度指令，調(diào)整容量風(fēng)門開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量。
【文檔編號】F23N1/02GK104132367SQ201410369765
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】陳厚濤, 張建玲, 王伯春, 尋新 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院