一种凝结水节流控制系统及其安全控制方法技术方案

本发明专利技术公开属于火电机组控制技术领域的一种凝结水节流控制系统及其安全控制方法。所述凝结水节流控制系统的控制器切换模块分别连接功率增量控制器、除氧器水位控制器、除氧器水位调节手/自动切换模块和除氧器上水电动开度阀F连接；其中，控制器切换模块的节流调节触发信号来自RS触发器。本发明专利技术基于系统能量变化特点，构建基于锅炉能量信号及机组负荷变化速率信号的凝结水节流控制系统投/切逻辑。通过调整除氧器上水电动门开度，快速调节凝结水流量来实现机组负荷的快速调节；保证机组负荷的平稳控制；充分利用了汽轮机的蓄能，实现了机组在变负荷初期，功率得到快速、平稳控制。

【技术实现步骤摘要】
一种凝结水节流控制系统及其安全控制方法
本专利技术属于火电机组控制领域，特别涉及一种凝结水节流控制系统及其安全控制方法。
技术介绍
在我国的能源结构中，火电仍占据统治性地位，能够快速响应风电等波动性电源的燃气、燃油及水电站所占比例较小。因此，为了更好的接纳新能源电力、保证电网安全稳定运行，提高火电机组的快速变负荷能力将是我国大规模接纳新能源电力的必然选择。目前国内对火电机组负荷控制主要还是基于机炉协调控制系统，由于锅炉及汽机侧特性的限制，在快速变负荷过程中往往会造成主蒸汽参数波动、机组经济性下降、污染物排放超标、炉膛受热面使用寿命降低等问题。随着凝结水节流方案的提出，为火电机组快速变负荷提供了可能。但是由于除氧器蓄能有限，凝结水节流控制只能起到暂时性的调节作用，需及时对除氧器进行补水操作才能保证机组的安全运行。因此如何利用汽轮机侧蓄能，实现汽机侧蓄能利用与锅炉侧能量相配合，保证机组负荷的快速、平稳控制成为了控制系统中急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种凝结水节流控制系统及其安全控制方法，其特征在于，所述凝结水节流系统的控制器切换模块T分别连接功率增量控制器G、除氧器水位控制器O和除氧器水位调节手/自动切换模块Q；除氧器水位调节手/自动切换模块Q和除氧器上水电动开度阀F连接；其中，控制器切换模块T的节流调节触发信号来自RS触发器。所述功率增量控制器G和除氧器水位控制器O均采用PID控制器；功率增量控制器G根据输入的凝结水节流控制功率增量设定值和凝结水节流控制功率增量反馈值输出除氧器上水电动开度阀F的阀位信号指令；除氧器水位控制器根据输入的除氧器水位设定值和除氧器水位反馈值输出除氧器上水电动开度阀F的阀位信号指令；控制器切换模块T根据节流调节触发信号，在功率增量控制器G的输出Y信号和除氧器水位控制器O的输出N信号之间进行切换选择，具体方法为：当节流调节触发信号为1时，控制器切换模块T输出Y信号；当节流触发信号为0时，控制器切换模块T输出N信号；除氧器水位调节手/自动切换模块Q，当除氧器上水电动开度阀F处于手动状态时，此时直接手动输入信号来控制除氧器上水电动开度阀F的开度；当除氧器水位调节手/自动切换模块Q处于自动控制状态时，此时上述控制器切换模块T的输出直接通过除氧器水位调节手/自动切换模块Q来控制除氧器上水电动开度阀F的开度，进而调节凝结水流量。一种凝结水节流控制系统的安全控制方法，其特征在于，所述安全控制方法，包括：1)将除氧器水位当前值和除水器水位设定值接入第一差值块的输入端，第一差值块的输出接入第一判断块的输入端，第一差值块对接收到的两个信号值求差，并输出差值的绝对值结果；第一判断块的输出接入第一非门块的输入端；第一非门块的输出接入第一与非门块的输入端；节流控制功率增量指令接入第二判断块的输入端；第二判断块的输出接入第一与非门块的输入端；机组功率接入第一微分块的输入端，第一微分块的输出接入第三判断块的输入端；热量信号接入第二微分块的输入端，第二微分块的输出接入第四判断块的输入端；并将第三判断块和第四判断块的输出端接入第一与非门块的输入端，第一与非门块的输出端分别接入第一与门块的输入端和第一或门块的输入端；水位控制手/自动接入第一与门块的输入端；2)除氧器水位上限值接入第五判断块的输入端，除氧器水位下限值接入第六判断块的输入端，第五判断块和第六判断块的输出端接入第二与门块的输入端，第二与门块的输入端接入第一或门块的输入端；凝结水流量接入第七判断块的输入端，第七判断块的输出端接入第一或门块的输入端；凝结水泵出口压力接入第八判断块的输入端；第八判断块的输出端接入第一或门块的输入端；凝汽器水位值接入第九判断块的输入端；第九判断块的输出端接入第一或门块的输入端；3)第一与门块的输出端接入RS触发器的R输入端，第一或门块的输出端接入RS触发器的S输入端；RS触发器的输出端输出的节流调节触发信号传给控制器切换模块T；4)当RS触发器的的S输入端和R输入端均为0时，RS触发器保持原状态；当RS触发器的S输入端为1、R输入端为0时，RS触发器输出为1；当R输入端为1，输入S端为0时，RS触发器输出为0。所述第一判断块、第二判断块、第四判断块和第五判断块，对接收到的信号值进行判断，若小于等于设定值则输出0，大于设定值则输出1；第六判断块和第七判断块，对接收到的信号值进行判断，若大于等于设定值则输出0，小于设定值则输出1；第三判断块、第八判断块、第九判断块，对接收到的信号进行判断，若大于等于第一设定值，且小于等于第二设定值，则输出0，否则输出1；第一微分块和第二微分块对接收到的信号进行时域微分，输出信号为输入信号的变化率；第一非门块对接入信号反转，输入为1时输出为0，输入为0时输出1；第一与门块、第二与门块的接入全部输入端为1时，输出为1，任一接入端为0时，输出为0；第一与非门块的接入端全部为1时输出0，任一接入端为0时输出1；第一或门块的接入端全部为0时输出0，任一接入端为1时输出1；其中：第一判断块的设定值δ1为除氧器水位正常波动范围上限值，第二判断块的设定值δ2为机组负荷调节死区，第四判断块的设定值δ5为门限值，第五判断块的设定值为除氧器水位上限报警值，第六判断块的设定值为除氧器水位下限报警值，第七判断块的设定值为凝结水最低保护流量，第三判断块的第一设定值δ3为切换回水位控制时除氧器回水过程中对机组负荷变化速率的影响，第二设定值δ4为凝结水节流调节时机组负荷的变化速率；第八判断块的第一设定值为凝节水泵出口压力下限值，第二设定值为凝结水泵出口压力上限值；第九判断块的第一设定值为凝汽器水位下限值，第二设定值为凝汽器水位上限值。所述除氧器水位的计算包括：1)除氧器水位上限的计算方法为：其中：为凝结水节流调节过程中除氧器水位的上限值；Ls为当前工况下除氧器水位；Dwc为当前工况下凝结水流量；为当前机组负荷工况下凝结水流量设计值；Rwc为凝结水回水速率，当凝结水流量增大时Rwc>0，当凝结水流量减小时Rwc<0；Ld为除氧器长度；Dd为除氧器等效直径；2)除氧器水位下限的计算方法为：其中：为凝结水节流调节过程中除氧器水位的下限值；上述凝结水节流调节过程中凝结水流量变化速率在不同调节阶段需满足：当凝结水节流参与机组负荷调节时，调节控制器参数保证当凝结水节流调节作用切除、除氧器进行补水操作时，调节控制器参数保证其中，Rccs为机炉协调控制系统对机组负荷变化率的影响；Rsp为机组负荷额定变化速率；ke为机组功率增量与凝结水流量变化量之间的比例增益，且ke<0。本专利技术的有益效果是可以实现凝结水节流控制系统的高效安全利用，保证了在变负荷初期机组负荷得到快速平稳控制。附图说明图1为凝结水节流控制系统结构；图2为凝结水节流控制投/切回路；图3投入凝结水节流后机组负荷控制效果。具体实施方式本专利技术提供了一种凝结水节流控制系统及其安全控制方法，首先凝结水调节速率范围的确定，构建机组能量信号及机组功率变化率信号作为凝结水节流作用的投/切信号，搭建完善的保护逻辑，保证机组负荷的快速平稳控制。图1所示，为凝结水节流控制系统结构图，通过输出控制信号，调整除氧器上水电动门开度，快速调节凝结水流量，进而改变各级低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝结水节流控制系统，其特征在于，所述凝结水节流控制系统的控制器切换模块T分别连接功率增量控制器G、除氧器水位控制器O和除氧器水位调节手/自动切换模块Q；除氧器水位调节手/自动切换模块Q和除氧器上水电动开度阀F连接；其中，控制器切换模块T的节流调节触发信号来自RS触发器。

【技术特征摘要】
1.一种凝结水节流控制系统，所述凝结水节流控制系统的控制器切换模块T分别连接功率增量控制器G、除氧器水位控制器O和除氧器水位调节手/自动切换模块Q；除氧器水位调节手/自动切换模块Q和除氧器上水电动开度阀F连接；其中，控制器切换模块T的节流调节触发信号来自RS触发器；其特征在于，所述功率增量控制器G和除氧器水位控制器O均采用PID控制器；功率增量控制器G根据输入的凝结水节流控制功率增量设定值和凝结水节流控制功率增量反馈值输出除氧器上水电动开度阀F的阀位信号指令；除氧器水位控制器根据输入的除氧器水位设定值和除氧器水位反馈值输出除氧器上水电动开度阀F的阀位信号指令；控制器切换模块T根据节流调节触发信号，在功率增量控制器G的输出Y信号和除氧器水位控制器O的输出N信号之间进行切换选择，具体方法为：当节流调节触发信号为1时，控制器切换模块T输出Y信号；当节流触发信号为0时，控制器切换模块T输出N信号；除氧器水位调节手/自动切换模块Q，当除氧器上水电动开度阀F处于手动状态时，此时直接手动输入信号来控制除氧器上水电动开度阀F的开度；当除氧器水位调节手/自动切换模块Q处于自动控制状态时，此时上述控制器切换模块T的输出直接通过除氧器水位调节手/自动切换模块Q来控制除氧器上水电动开度阀F的开度，进而调节凝结水流量。2.一种凝结水节流控制系统的安全控制方法，其特征在于，所述安全控制方法，包括：1)将除氧器水位当前值和除水器水位设定值接入第一差值块的输入端，第一差值块的输出接入第一判断块的输入端，第一差值块对接收到的两个信号值求差，并输出差值的绝对值结果；第一判断块的输出接入第一非门块的输入端；第一非门块的输出接入第一与非门块的输入端；节流控制功率增量指令接入第二判断块的输入端；第二判断块的输出接入第一与非门块的输入端；机组功率接入第一微分块的输入端，第一微分块的输出接入第三判断块的输入端；热量信号接入第二微分块的输入端，第二微分块的输出接入第四判断块的输入端；并将第三判断块和第四判断块的输出端接入第一与非门块的输入端，第一与非门块的输出端分别接入第一与门块的输入端和第一或门块的输入端；水位控制手/自动接入第一与门块的输入端；2)除氧器水位上限值接入第五判断块的输入端，除氧器水位下限值接入第六判断块的输入端，第五判断块和第六判断块的输出端接入第二与门块的输入端，第二与门块的输入端接入第一或门块的输入端；凝结水流量接入第七判断块的输入端，第七判断块的输出端接入第一或门块的输入端；凝结水泵出口压力接入第八判断块的输入端；第八判断块的输出端接入第一或门块的输入端；凝汽器水位值接入第九判断块的输入端；第九判断块的输出端接入第一或门块的输入端；3)第一与门块的输出端接入RS触发器的R输入端，第一或门块的输出端接入RS触发器的S输入端；RS触发器的输出端输出的节...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾德良，胡勇，刘吉臻，牛玉广，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11