[发明专利]一种煤水比控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种煤水比控制方法及系统。该方法包括：获取直流锅炉的中间点温度或焓值的偏差；当偏差在第一死区范围内时，不调节给水流量不调节给燃料量；当偏差不在第一死区范围内在第二死区范围内时，调节给水流量不调节给燃料量；当偏差不在第二死区范围内在第三死区范围内时，调节给水流量和给燃料量，给燃料量的调节量基于第一燃料修正函数确定；当偏差不在第三死区范围内时，调节给水流量和给燃料量，给燃料量的调节量基于第一、第二燃料修正函数确定；第一死区是第二死区的子集，第二死区是第三死区的子集；对于同一不在第三死区范围内的偏差，基于第一、第二燃料修正函数确定的给燃料量的调节量大于仅基于第一燃料修正函数确定的。

技术领域

本发明涉及一种煤水比控制方法及系统。

背景技术

随着全球能源格局的改变，特别是中国能源政策的变化，大量新能源电站接入电网。这对常规火电机组升级换代提出更高的技术要求。为了适应市场的变化，综合考虑经济效益等因素新建机组特别是大型燃煤机组倾向于采用超超临界压力的直流锅炉机组，用以提高机组整体运行效率，增加经济收益。

为了有效吸纳新能源电站接入导致的电网峰谷差，能源局提出了火电机组的灵活性改造的方案。这对普通燃煤火电机组提出更高的要求。即在电网负荷低谷时，在保证新能源机组正常发电条件下，要求燃煤机组向下调节到更低的负荷，满足电网和用户的要求。

常规设计的燃煤火电机组正常的负荷调整范围在50％-100％Pe(即机组额定负荷)之间，具备深度调峰能力的机组其调峰范围在40％-100％Pe，甚至达到30％-100％Pe乃至于20％-100％Pe范围内。当机组负荷降低至较低负荷时，其机组特别是机组特性会发生较大变化。既要满足常规运行区间的要求，又要满足低负荷工况的变化，这对机组协调控制提出了更高的要求。而超临界直流锅炉中间点温度控制是整个协调控制框架中重要组成部分，其控制的性能不仅关系整个锅炉侧汽温稳定性能，而且影响整个协调控制系统性能，进而影响机组整体AGC(即自动发电控制)性能。高水平的超临界直流锅炉中间点温度控制不仅关系着机组的安全运行，而且关系着机组整体控制水平，对于机组运行效益，电网稳定安全，电厂经济效益都起到重要作用。

今年来随着机组容量的大量提升，特别是超(超)临界直流锅炉的广泛采用，随着大量新能源电站如雨后春笋般接入电网，对于超(超)临界直流锅炉提出更高的技术要求，特别是现有控制策略中难以满足现场全工况的要求。超(超)临界直流锅炉机组协调控制策略中中间点温度(焓值)控制是其重要组成部分，通过改变煤水比例进而改变中间点温度，从而控制锅炉侧汽温，保证机组安全高效、稳定运行。

超(超)临界锅炉煤水比(即燃水比)是机组运行的重要参数指标。它标志着机组运行状态的优良，体现锅炉水动力循环的正常的与否的重要标志。对于产生温度变化的因素十分复杂，例如机组水动力循环的状况，锅炉炉膛的燃烧的变化，给水系统的扰动，蒸汽侧参数的变化，锅炉内部的结构特性，水位、流量测量系统的安装位置、安装精度、测量变送器的精度等等。所以一般情况下，分离器工质温度是锅炉重要监控参数。其控制效果直接影响机组的安全运行。特别是在机组在宽负荷工况下，机组的主要辅机的运行情况较正常工况下更为恶略，锅炉燃烧特性变化巨大等等这些因素，都对于系统产生了巨大的扰动，导致机组不能安全稳定运行。

现有煤水比控制的典型技术方案主要包括如下三种：

1、技术方案一

技术方案一是一种煤水比控制输出为给水流量修正的控制方式，其具体原理如图5所示。图5中，PID1为中间点温度控制(或者是中间点焓值控制)，其PID1输入量为分离蒸汽温度或焓值，设定值SP_Tsep为分离器温度或焓值设定值，测量值PV_Tsep为分离器蒸汽温度或由分离器蒸汽压力和温度计算得到的焓值，两者作为PID1的控制输入。通过PID1进行控制运算，进行控制运算输出产生控制量FW_Corr，对给水设定进行修正。锅炉主控指令BMD通过给定函数Fx1处理后转换为给水流量主干指令。将上述两指令相加得到给水流量设定指令FWMD，通过该指令对给水系统进行控制。