[发明专利]一种火力发电机组FCB过程中给水系统控制方法

说明书

本发明公开了一种火力发电机组FCB过程中给水系统控制方法，当发电机组触发FCB后，给水泵汽轮机高/低压调门为分程控制，两调门接收同一开度指令在不同的指令区间开启，给水泵汽轮机调门指令预设一个较大的开度指令，使高压调门快速打开，该预设指令为与FCB前机组发电负荷对应的曲线函数F(x)读取值；给水控制方式切至单冲量控制方式；同时，1)对汽包水位设定值与实际值的偏差放大k倍,再作为单冲量控制器的输入，其中k值为汽包水位偏差绝对值的曲线函数读取值；2)对单冲量控制器输出上限值进行限制，上限值为触发FCB前给水主控指令的输出值。本发明通过给水泵汽轮机汽源调整以及给水控制模式的变换，有效解决了FCB过程中给水波动以及汽包水位不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及一种火力发电机组FCB功能动作后给水系统控制技术，属于亚临界掺烧煤气机组FCB功能中给水调节技术领域。

背景技术

对于自然循环汽包锅炉的掺烧煤气发电机组触发FCB（Fast Cut Back)功能后，机组快速甩负荷至厂用电负荷运行、主汽轮机调门关闭，主蒸汽压力瞬间升高，机组通过汽机旁路控制系统、锅炉泄压阀系统快速泄放锅炉蒸汽，汽包水位会发生剧烈波动。在恶劣的FCB工况下，如何快速通过给水调节实现掺烧煤气发电机组给水量与异常变化的汽包水位的平衡，保证带厂用电负荷运行下的锅炉汽包水位稳定运行，是FCB动作后机组稳定、安全运行的关键。

在FCB动作后，给水泵汽轮机汽源系统是汽动给水泵调节给水流量的唯一动力源。对于一般发电机组而言，给水泵汽轮机汽源系统分为低压进汽以及高压进汽。正常运行时，低压进汽汽源来自于主汽轮机的四段抽汽，高压进汽汽源来自于主汽轮机的高压缸排汽。给水泵汽轮机主要通过低压调门控制低压进汽量来调整给水泵转速，高压调门调整高压进汽量作为补充调整给水泵转速。运行当中，高、低压调门采用分程控制的联合控制方法，该方法为当给泵汽轮低压调门开度大于70%时，高压调门开始开启作为进汽汽源的䃼充，达到两调门联合控制给水流量的目的。

当发电机组发生FCB甩负荷后，主汽轮机进汽调门迅速关小，接近全关，此时作为给泵低压调门汽源的四段抽汽会迅速减少。根据原有的给水泵汽轮机进汽控制方法，高压调门需要等低压调门开度到达70%时才能开启，这使得高压调门的开启延迟。机组正常运行过程中，低压调门开度一般工作在60%以下，一旦发生FCB工况，控制系统先将低压调门开大，在其开度达到70%后再开启高压调门，这个过程需要一定的时间，使得调节转速有较大的滞后性，会直接影响给水泵汽轮机的给水流量，严重时造成发电机组FCB工况下瞬间断水，触发锅炉低给水流量保护，FCB失败。因此，如何保证给水泵汽轮机在FCB工况下的汽源稳定，是汽动给水泵转速调整以及FCB工况给水流量调节的保障。

锅炉汽包水位是一种非线性、强耦合、时变大的系统，汽包水位控制是FCB过程中的重点和难点，很大程度决定着FCB功能的成败。发电机组正常运行工况下，汽包水位采用三冲量调节控制，其中汽包水位作为主调节，主蒸汽流量和给水流量作为辅助调节，三冲量控制系统根据上述三个因素进行动态调整，维持着锅炉的汽水平衡。当FCB触发后，由于主汽轮机调门快速关小使得主蒸汽流量瞬间减少至25%BMCR以下，由于小主汽流量不满足三冲量投入条件，系统自动将三冲量切至单冲量控制。然而，当主汽流量回升至25%以上，三冲量控制将自动投入，这给给水控制系统带来大的扰动，汽包水位将会超过限值而锅炉MFT，最终造成FCB失败。因此，单靠给水调节的三冲量模式不能及时响应FCB过程中的汽包水位变化。

FCB功能触发后，如何通过给水泵汽轮机汽源快速切换提高给水泵给水流量以及给水调节系统快速响应，实现机组FCB工况下给水流量稳定调节，是FCB功能实现的必要条件。

发明内容

为了有效解决火力发电机组FCB过程中给水波动以及汽包水位不稳定的问题，实现发电机组汽水平衡，保障FCB功能正常，本发明提供了一种FCB过程中给水系统控制方法。本发明采用的技术方案是：一种火力发电机组FCB过程中给水系统控制方法，包括以下步骤：