基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，包括：信号采集器，用于采集供热抽汽流量并将采集的供热抽汽流量传输至函数发生器，在函数发生器对供热抽汽流量进行转换后分两路，一路与加法器的一个输入端相连，另一路与减法器的一个输入端相连，所述加法器及减法器的输出端分别通过相应的模拟量切换器与控制器相连。通过本实用新型专利技术能够对机组的调节上下限进行动态调整，有效确保机组在可控范围内，确保不发生无效调节，有利于电网频率的稳定，进而确保广大用户的电气设备及电力设备的安全、有效运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及火电机组负荷控制领域，具体涉及基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置。
技术介绍
随着我国经济建设的飞跃，电力工业有了飞速的发展，全国装机容量和发电量居世界第二。热电联产是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式，即同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。大型电站热电联产化将是未来大型火电站发展的一种趋势，大型电站热电联产化在保持蒸汽与发电的高效与大容量的基础上，能提供满足工业锅炉负荷的需求，取代工业锅炉，并可以保持热力供应的高效性。热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力等综合效益。热电厂的建设是调节治理大气污染和提高能源利用率的重要措施，是集中供热的重要组成部分，是提高人民生活质量的公益性基础设施。对于火电机组来说，存在最大发电功率和最小发电功率。其中，电站锅炉性能考核时，机组最大出力定为最大连续蒸发量(BMCR)工况，并且制造厂商供货技术协议上通常规定锅炉不允许超过BMCR工况运行，这是因为超负荷运行时，烟气辐射热量增加容易引起受热面爆管，以及烟气量和夹带飞灰的烟气流速增加容易引起受热面受损，降低锅炉运行可靠性和安全性。所以，汽轮机最大发电功率对应的最大允许进汽量应与锅炉BMCR工况主蒸汽流量保持一致。机组最低稳燃功率，即锅炉不投辅助燃料助燃而能长期、连续、稳定运行的最低负荷，通常为机组额定功率的50％。最大发电功率随着抽汽量的增加持续降低，最低稳燃功率随着抽汽量的增加而增加。目前，北方采暖地区电源结构以火电为主且多为热电联产机组，冬季供热期间，造成电网调峰能力不足。调研数据表明，东北电网冬季实际调峰需求13.40GW，而火电装机76.93GW，占电力总装机78％，其中50％为热电联产机组，冬季调峰深度仅为10％～20％，提供最大调峰能力7.70GW，仅能满足东北电网冬季调峰需求的57％。如何有效的监控火电机组尤其热电联产机组的负荷调整能力，并加以有效控制是电网调控重点关注的问题。在电网EMS系统中，常规的火电机组负荷控制区间区间设置如图1所示，电厂控制器(PLC)中直接将机组的额定功率Pe设置于调节上限Ad.H端口，将机组的50％Pe设置为于调节下限Ad.L端口。由于该系统控制中在没有考虑机组供热抽汽为机组总蒸汽流量的一部分，供热抽
汽必然造成做功流量的不足，一方面使机组在高负荷时由于做功蒸汽流量的不足造成无法提升机组功率，另一方面使机组低负荷时不能保证安全稳定运行，最终导致电网的调峰性能下降、电网频率波动影响整个社会的安全生产。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本技术公开了基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，该装置能根据机组供热抽汽流量的多少自动调整电厂控制器中负荷调整的上下限，确保机组的调峰调频能力在可控范围内，进而保证电网系统的频率稳定。为实现上述目的，本技术的具体方案如下：基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，包括：信号采集器用于采集供热抽汽流量并将采集的供热抽汽流量传输至函数发生器，在函数发生器对供热抽汽流量进行转换后分两路输出，一路与加法器的一个输入端相连，另一路与减法器的一个输入端相连，所述加法器及减法器的输出端分别通过相应的模拟量切换器与控制器相连。进一步的，所述加法器的另一个输入端与乘法器的输出端相连，所述乘法器的两个输入端中的一个输入端设置为常数，另一个输入端与模拟量发生器相连。进一步的，所述常数设置为50％。进一步的，所述减法器的另一个输入端与模拟量发生器相连。进一步的，所述加法器的输出端与第二模拟量切换器的Z1端相连，第二模拟量切换器的Z2端与乘法器的输出端相连。进一步的，所述减法器的输出端与第一模拟量切换器的Z1端相连，第一模拟量切换器的输入端Z2与模拟量发生器相连。进一步的，所述第一模拟量切换器及第二模拟量切换器的S端与手动输入器相连。进一步的，所述第一模拟量切换器输出端与控制器的调节上限Ad.H端相连，所述第二模拟量切换器输出端与控制器的调节下限Ad.L端相连。进一步的，所述控制器为PLC控制器。进一步的，当为供热抽汽模式时，手动输入器置开关量“1”，此时，第一模拟量切换器和第二模拟量切换器的置位端为“1”，其输出均为Z1端输入值，控制器调节上限Ad.H端口的输入值与减法器的输出值一致，即扣除抽汽流量后机组所能做的最大功率值；调节下限Ad.L端口的输入值与加法器的输出值一致，即最低稳燃功率叠加抽汽流量折算出的功率值。本技术的有益效果：(1)并网机组的调峰调频性能的好坏直接影响电网频率的稳定，通过本技术能够对机组的调节上下限进行动态调整，有效确保机组在可控范围内，确保不发生无效调节，有利于电网频率的稳定，进而确保广大用户的电气设备及电力设备的安全、有效运行。(2)本技术一方面可以解决供热机组在高负荷时由于做功蒸汽流量的不足造成机组功率无法提升问题，另一方面可确保机组低负荷时安全稳定运行在最低稳燃功率之上，确保机组的安全稳定运行。附图说明图1为电网侧常规的火电机组负荷控制区间系统示意图；图2为本技术基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置示意图。具体实施方式：下面结合附图对本技术进行详细说明：一种基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，如图2所示，包括：信号采集器S、模拟量发生器A、减法器DEV、乘法器MUL、函数发生器f(x)、加法器ADD、模拟量切换器AXSEL、手动输入器D/MA和电厂控制器PLC。信号采集器S经函数发生器f(x)转换后，一路送至减法器DEV与模拟量发生器A的数据求差，一路送至加法器ADD与50％模拟量发生器A的数据求和，产生的差值和产生的和值分别经模拟量切换器AXSEL后送至电厂控制器PLC。模拟量发生器A的值具体为：机组额定功率。乘法器MUL的一个输入端与模拟量发生器A连接，另一个输入端直接置数50％。减法器DEV的一个输入端与模拟量发生器A连接，另一个输入端接收信号采集器S经函数发生器f(x)后产生的输出。加法器ADD的一个输入端与乘法器MUL的输出连接，另一个输入端接收信号采集器S经函数发生器f(x)后产生的输出。模拟量切换器AXSEL1的Z1端接减法器DEV的输出端，Z2端接模拟量发生器A。模拟量切换器AXSEL2的Z1端接加法器ADD的输出端，Z2端接乘法器MUL的输出端。电厂控制器PLC的调节上限Ad.H端口接模拟量切换器AXSEL1的输出端，调节下限Ad.L端口接模拟量切换器AXSEL2的输出端。手动输入器D/MA分别接至模拟量切换器AXSEL1和模拟量切换器AXSEL2的置位端，当为供热抽汽模式时，手动置开关量“1”，此时，模拟量切换器AXSEL1和模拟量切换器AXSEL2的置位端为“1”，其输出均为Z1端输入值。此时，电厂控制器PLC的调节上限Ad.H
端口的输入值与减法器DEV的输出值一致，即扣除抽汽流量后机组所能做的最大功率值；调节下限Ad.L端口的输入值与加法器ADD的输出值一致，即最低稳燃功率叠加抽汽流量折算出的功率值。本技术的工作原理：最大发电功率随着抽汽量的增加持续降低，最低稳燃功率随着抽汽量的增加而增加。具体示例1：以常规300MW亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，其特征是，包括：信号采集器用于采集供热抽汽流量并将采集的供热抽汽流量传输至函数发生器，在函数发生器对供热抽汽流量进行转换后分两路输出，一路与加法器的一个输入端相连，另一路与减法器的一个输入端相连，所述加法器及减法器的输出端分别通过相应的模拟量切换器与控制器相连。

【技术特征摘要】
1.基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，其特征是，包括：信号采集器用于采集供热抽汽流量并将采集的供热抽汽流量传输至函数发生器，在函数发生器对供热抽汽流量进行转换后分两路输出，一路与加法器的一个输入端相连，另一路与减法器的一个输入端相连，所述加法器及减法器的输出端分别通过相应的模拟量切换器与控制器相连。2.如权利要求1所述的基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，其特征是，所述加法器的另一个输入端与乘法器的输出端相连，所述乘法器的两个输入端中的一个输入端设置为常数，另一个输入端与模拟量发生器相连。3.如权利要求2所述的基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，其特征是，所述常数设置为50％。4.如权利要求1所述的基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，其特征是，所述减法器的另一个输入端与模拟量发生器相连。5.如权利要求1或2所述的基于抽汽流量的火电机组负荷能力动态调整装置，其特征是，所述加法器的输出端与第二模拟量切换器的Z1端相连，第二模拟量切换器的Z2端与乘法器的输出端相连。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，王蒙，高嵩，林波，李克雷，孟祥荣，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：山东;37