[发明专利]一种考虑蓄热时空分布的燃煤机组控制方法

说明书

本发明提出了一种考虑蓄热时空分布的燃煤机组控制方法，在实际运行过程中，在升负荷时，主蒸汽温度偏低，再热蒸汽温度偏高。究其原因在于省煤器由于蓄热变化量较大造成其出口温度变化迟缓，加上煤量超调造成主、再热蒸汽热量匹配不均的问题。为了解决上述问题，将省煤器蓄热变化量与单位再热蒸汽温度调节量变化引起的水冷壁或过热侧烟道内过热器换热量的变化量作商，将其与再热蒸汽温度调节量指令相加，得到再热蒸汽温度调节量新值。本发明将省煤器延迟变化的热量通过再热器温度调节量由水冷壁或过热侧烟道内过热器吸热量进行补偿，完成了主、再热蒸汽温度的耦合调节，有效改善了变负荷过程中蒸汽温度的质量，提高机组运行经济性。

技术领域

本发明属于火电厂热工控制技术领域，具体涉及火一种考虑蓄热时空分布的燃煤机组控制方法。

背景技术

锅炉蓄热是导致金属壁温变化迟缓的主要原因。考虑锅炉中蓄热变化分布对蒸汽温度的精准控制意义重大。由于锅炉自身结构特点，省煤器蓄热变化量较大，变化迟缓，导致分离器出口温度变化较慢，影响水燃比的控制，进而严重影响主、再热蒸汽温度控制效果。故将省煤器蓄热变化量通过再热蒸汽温度调节量由水冷壁/过热侧烟道内过热器的吸热量补偿，实现主、再热蒸汽温度耦合控制，以改善运行过程中蒸汽温度控制效果，提高机组运行经济性与安全性。

发明内容

本发明针对锅炉中蓄热分布不均等特点，结合实际电厂运行问题，从锅炉瞬态特性与静态特性的本质差异中出发，旨在寻觅出从根本上改善机组参数控制品质的方法。本发明的目的是提供一种考虑蓄热时空分布的燃煤机组控制方法，改善变负荷过程中的蒸汽温度品质，提高机组运行的安全性与经济性，为机组灵活调峰提供了可能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种考虑蓄热时空分布的燃煤机组控制方法，其特征在于：通过省煤器进出口参数获得省煤器蓄热变化量，将省煤器蓄热变化量与单位再热蒸汽温度调节量变化引起的水冷壁或过热侧烟道内过热器换热量的变化量作商，作为再热蒸汽温度调节量的前馈，即将省煤器延迟变化的热量通过再热蒸汽温度调节量的改变由水冷壁或过热侧烟道内过热器吸热量补偿，完成了主、再热蒸汽温度的耦合调节，将再热蒸汽温度调节量前馈值与从燃煤机组控制系统中得到的再热蒸汽温度调节量指令相加，得到再热蒸汽温度调节量新值。

所述省煤器蓄热变化量的计算方法如下：

测量省煤器的金属壁温T_m，省煤器金属的蓄热变化量计算如下：

式中：Q_m为金属面的蓄热量，kJ；M为金属的质量，kg；c_m为金属比热容，kJ/(kg·℃)；T_m为金属面的壁温，℃；t为时间，s；

测量省煤器进出口工质的温度和压力，通过水蒸气物性参数表查得对应热力学能u_s，密度ρ_s，省煤器工质的蓄热变化量计算如下：

式中：Q_s为省煤器工质蓄热量，kJ；u_s为工质的热力学能，kJ/kg；ρ_s为工质的密度，kJ/m³；V_s为工质的体积，kJ/m³；

故省煤器蓄热变化量为

式中：g(t)表示省煤器蓄热变化量，kJ/s。

将g(t)嵌入机组控制系统中，如附图1、2、3所示，由省煤器进出口参数通过g(t)获得省煤器蓄热变化量。

所述单位再热蒸汽温度调节量变化引起的水冷壁或过热侧烟道内过热器换热量的变化量的计算方法如下：