[实用新型]热电厂锅炉母管压力协调控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热电厂燃煤锅炉控制系统，尤其是涉及一种采用母管制运行方式的热电厂锅炉母管压力协调控制系统。

背景技术

目前，在我国石油、化工、冶金、造纸、煤炭、制药等行业的自备热电厂(兼顾发电、生产供热)及集中供热等行业，广泛采用多台锅炉并列运行，同时向同一蒸汽母管供汽，以满足发电和热网负荷需求的母管制运行方式。发电机组采用母管制运行方案时，锅炉和汽轮机以及外供减温减压器热网系统都直接与蒸汽母管相连，对于并行运行的锅炉设备，所有锅炉产生的蒸汽都进入主蒸汽母管，与此同时，汽轮机进汽及其它外供热负荷也都来自主蒸汽母管。因此，母管制运行方式下锅炉负荷的控制，其实质是通过对每一台锅炉燃料量的调节，控制本炉负荷即进入主蒸汽母管的锅炉蒸发量，以最终稳定主蒸汽母管压力。

传统的燃煤锅炉母管压力—给粉调节系统方案的设计为以母管压力为校正调节器，与各调压炉的燃料量即热负荷调节器构成负荷定值分配-串级调节系统，母管压力校正器根据母管压力的偏差值，将热负荷要求分配给各调压炉，母管压力校正器及各调压炉的热负荷调节器均采用常规PID控制器，但由于一是母管压力信号时滞大：并列运行的锅炉越多，母管压力信号时滞越大，且并列运行的锅炉压力耦合现象严重，不能快速跟踪负荷的变化；二是锅炉的热量信号难以准确整定：由于进入每台锅炉炉膛的煤粉量缺乏很好的计量手段，通常以热量信号作为煤粉量的间接反映，但蓄热系数在实际应用中难以整定，导致在调试中控制系统不能正确区别内外扰动，因此，上述现有方案很难取得良好效果。

另一方面，对于母管制运行机组，在发生大负荷扰动时，无法实现单元机组所采用的“机炉协调控制”，而现场的实际运行却要求锅炉的负荷快速跟踪汽轮机组负荷或外网负荷的突变，比如汽机因故障等原因快速甩负荷及外网用热装置事故停车等引起外负荷突变等情况，而现有技术的控制方案其调节速度难以跟上大幅度的外部扰动，最终引起主蒸汽母管压力参数的大幅度波动，造成大范围在网发电机组的经济运行性能的下降。

为解决上述难题，本控制系统针对常规燃煤锅炉母管压力/给粉调节系统方案中的不足，研制提出了给粉机快速投切+前馈+反馈负荷控制协调策略，一方面利用母管压力变化来校正各炉主蒸汽压力控制器定值，从而实现母管制运行方式锅炉根据母管压力变化自动调整协调每台锅炉负荷；同时，利用前馈控制环节少、速度快的特点，实现在汽轮机组快速甩负荷、外网负荷突然下降时，快速调节锅炉给粉机，迅速减少燃料量，控制主汽压力上升的速度，从而实现母管压力的稳定或减少其波动幅度。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服母管制并列运行锅炉之间的负荷相互干扰，母管压力信号时滞大，每台锅炉不能快速跟踪负荷变化的特点，提供一种可快速跟踪负荷变化，根据内部扰动或是外部扰动启动不同控制策略同时在外部扰动突然发生时能够快速反应的锅炉母管压力协调控制系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热电厂锅炉母管压力协调控制系统，包括：

主蒸汽压力主控回路和燃料量副控回路，其中所述主蒸汽压力主控回路包括主蒸汽压力信号获取模块和主蒸汽压力控制器，所述燃料量副控回路包括主蒸汽流量信号获取模块和燃料量控制器，所述主蒸汽压力信号获取模块的输出和主蒸汽压力控制器的输入连接，所述主蒸汽流量信号获取模块的输出和燃料量控制器的输入连接，所述主蒸汽压力控制器的输出和燃料量控制器的定值输入连接，所述燃料量控制器的输出和锅炉给粉系统连接；

此外，还包括一个汽包压力前馈控制回路和一个主蒸汽流量前馈控制回路，其中所述汽包压力前馈控制回路包括汽包压力信号获取模块和汽包压力前馈信号运算模块，所述汽包压力信号获取模块的输出和汽包压力前馈信号运算模块的输入连接，汽包压力前馈信号运算模块的输出和燃料量控制器的输入连接；所述主蒸汽流量前馈控制回路包括主蒸汽流量信号获取模块和主蒸汽流量前馈信号运算模块，所述主蒸汽流量信号获取模块的输出和主蒸汽流量前馈信号运算模块的输入连接，主蒸汽流量前馈信号运算模块的输出和燃料量控制器的输入连接；

进一步地，还包括一个母管压力协调控制回路，其特征在于：

所述母管压力协调控制回路包括母管压力信号获取模块和一个母管压力协调及策略控制器，所述母管压力信号获取模块以及前述主蒸汽压力信号获取模块、主蒸汽流量信号获取模块的输出同时接入该母管压力协调及策略控制器，所述母管压力协调及策略控制器的其中一个输出与主蒸汽压力控制器的定值输入连接，另一个输出同燃料量控制器的切换端连接；