[发明专利]一次风机适配汽轮机增容改造的优化控制方法

说明书

一次风机适配汽轮机增容改造的优化控制方法，涉及火电机组节能技术领域。本发明是为了解决风机运行状态较大偏离最优空间的问题。本发明在火电机组的一次风系统中，获得变频状态下过量空气系数与一次风机变频转速之间的对应关系，然后将该对应关系输入到一次风机的控制系统中，利用过量空气系数调整一次风机的出力；在磨煤机转速中串联延迟，然后将延迟后的磨煤机转速作为前馈信号输入到一次风机的控制系统中，调整一次风机的出力与燃料的比例。本发明适用于对一次风机适配汽轮机进行增容改造。

技术领域

本发明属于火电机组节能技术领域。

背景技术

电力工业市场化改革极大的推进了我国电力事业的发展，截止到2020年3月，全国在33个省建立省级电力交易中心，在北京、广州2个区域建立了区域交易中心；与此同时，2019年12月，国资委发文，启动由5家能源央企牵头，在5个省进行煤电资源整合；此外，随着弃风弃光问题的逐步解决，新能源利用率逐年稳步提升。

在上述背景下，不仅提高了传统火电机组间的竞争压力，而且压缩了整个火电机组生存空间。所以，为提高火电机组发电量的计划指标，同时降低煤耗提高经济性，全国各地普遍开展针对燃煤火电机组的增容改造项目。此项目虽然提高了机组发电能力，但在此过程中，对主要辅机缺乏系统和针对性的优化研究，尤其是一次风机，其容量大、能耗高，占据了全厂0.5％的厂用电，所以开展对其改造后的优化研究十分必要。

现有火电机组的一次风系统，以现有300MW及600MW设计机组为例，主要存在以下几方面问题：

(1)一次风机设计的流量裕度、电流裕度过高，很多情况下流量裕度都超过了40％，电流裕度超过30％，以至于在机组满负荷运行甚至通流改造后一次风挡板开度仍在70％以下，这不仅造成了浪费给整个风烟系统带来负担，而且长时间的风压超限将对空预器、风道等的密封带来不利影响；

(2)为解决上述问题往往通过变频改造，但在此常规控制中其主要存在的问题是，改造后一次风机的流量、风压控制仍采取直接与机组负荷成一次方关系变化来处理，即负荷改变的信号直接作用于一次风机变频器的转速调整，而不是利用过量空气系数去修正，从而带来过度的富氧或欠氧燃烧；同时也未将机组的燃料量与一次风机直接匹配，仅仅将信号进行跟踪，而燃料的调整具有较大滞后性，给粉机转速(中储式)提高或者磨煤机转速提高、台数增加(直吹式)并不意味着立即需要进行大幅的风量调整，所以一次风机实际运行的调整中总存在加减负荷或启停磨煤机时一次风对炉膛扰动过大的问题。

(3)针对300MW、600MW机组的通流改造后，一次风机的准确阻力特性无法直接获取，由此带来的问题就是关联一次风压的许多参数都是按一般规律估算，使得风机运行状态较大偏离最优空间。对过量空气系数、送风机、引风机等造成不良影响，甚至会降低整个燃烧系统的效率。

发明内容

本发明是为了解决火电机组的一次风系统流量裕度和电流裕度过高、一次风机实际运行的调整中总存在加减负荷或启停磨煤机时一次风对炉膛扰动过大、以及关联一次风压的许多参数都是按一般规律估算，使得风机运行状态较大偏离最优空间的问题，现提供一次风机适配汽轮机增容改造的优化控制方法。

一次风机适配汽轮机增容改造的优化控制方法，包括以下步骤：

步骤一：

在火电机组的一次风系统中，获得一次风机变频运行状态下过量空气系数与一次风机变频转速之间的对应关系，然后将该对应关系输入到一次风机的控制系统中，实现利用过量空气系数调整一次风机的出力；

步骤二：

在磨煤机转速中串联延迟，然后将延迟后的磨煤机转速作为前馈信号输入到一次风机的控制系统中，调整一次风机的出力与燃料的比例。

进一步的，上述步骤一中，变频状态下过量空气系数与一次风机变频转速之间的对应关系如下：

σ＝T(q)n