电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法技术

本发明专利技术涉及一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，通过检测炉膛水冷壁出口的八个水温温度检测点的温度变化率，根据锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路对温度变化率的判别结果，调整制粉系统中磨煤机的旋转分离器的转速，实现瞬时控制进入锅炉内的燃料量，通过检测锅炉磨煤机的磨碗阻力系数、磨碗差压、给煤量指令变化速率等能反应磨煤机堵塞的敏感参数，根据磨煤机阻力系数大判断回路对磨碗阻力系数的判别结果、磨煤机磨碗差压大判断回路对磨碗差压的判别结果以及磨煤机煤量变化大判别回路对给煤量指令变化速率的判别结果来判断堵磨情况，并实时调整磨煤机的旋转分离器的转速以防止磨煤机堵塞，从而抑制炉内热负荷的异常波动。

Monitoring and Dynamic Intervention Method for Abnormal Fluctuation of Heat Load in Power Plant Boiler Furnace

【技术实现步骤摘要】
电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法
本专利技术涉及燃煤发电
，尤其涉及一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法。
技术介绍
当前，在锅炉蒸汽及金属壁温的控制裕度较小、制粉系统高出力运行的条件下，机组对热负荷快速波动的调节能力有限。DCS控制系统主要根据主汽压力校正、变负荷前馈、过热度偏差等环节进行调整，响应速度较慢。一旦参数出现报警，运行人员一般难以在短时间内将参数调整回正常范围，部分参数容易出现短时间超限现象。电厂也曾出现多起磨煤机堵磨而导致汽温超高、汽包水位失去等MFT事件。
技术实现思路
本专利技术是针对以上两种热负荷快速波动问题，提出一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，该方法可监视相应的敏感参数，并区分正常波动与异常波动，并针对敏感参数的变化采取相应的热负荷快速调整手段，达到平抑热负荷波动、减缓运行参数异常变化的效果。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为，一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，该方法包括锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路、磨煤机煤量变化大判别回路、磨煤机阻力系数大判断回路和磨煤机磨碗差压大判断回路，通过检测炉膛水冷壁出口的八个水温温度检测点的温度变化率，对锅炉热负荷的异常波动进行监测，根据锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路对温度变化率的判别结果，调整制粉系统中磨煤机的旋转分离器的转速，实现瞬时控制进入锅炉内的燃料量，以抑制炉内热负荷的异常波动；通过检测锅炉磨煤机的磨碗阻力系数、磨碗差压、给煤量指令变化速率等能反应磨煤机堵塞的敏感参数，根据磨煤机阻力系数大判断回路对磨碗阻力系数的判别结果、磨煤机磨碗差压大判断回路对磨碗差压的判别结果以及磨煤机煤量变化大判别回路对给煤量指令变化速率的判别结果来判断堵磨情况，并实时调整磨煤机的旋转分离器的转速以防止磨煤机堵塞，从而抑制炉内热负荷的异常波动。作为本专利技术的一种改进，在锅炉顶棚罩内位于水冷壁前墙A侧、前墙B侧、后墙吊挂管A侧、后墙吊挂管B侧、左侧墙、右侧墙、水平烟道左侧墙、水平烟道右侧墙的位置各设一个出口联箱，每个联箱上设有1个水冷壁出口水温温度检测点，所述锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路在判断温度变化率超过一定值时即触发热负荷异常报警，并根据温度变化率的上升速度高低调整旋转分离器的转速。作为本专利技术的一种改进，所述磨煤机煤量变化大判别回路判别给煤机煤量指令大于一定值且煤量变化率超限时，断定磨煤机堵塞；并根据给煤机煤量指令变化速率的取值增加或减小旋转分离器的转速；当给煤机给煤量指令大于75t/h时，且给煤量指令变化速率大于3t/h/5s(即每5s给煤量指令增加3t/h)或小于-2t/h/5s(即每5s给煤量指令降低2t/h)时，旋转分离器的转速相应减小或增加30rpm，当给煤机的给煤量指令变化速率小于3t/h/5s或大于-2t/h/5s时，旋转分离器的转速将缓慢恢复为原设定值。作为本专利技术的一种改进，所述磨煤机阻力系数大判别回路判别磨煤机的磨碗阻力系数超过定值1.3时断定磨煤机堵塞，当磨煤机磨碗阻力系数大于1时，旋转分离器将根据磨碗阻力系数降低相应转速，当磨煤机的磨碗阻力系数小于1.7并下降时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。作为本专利技术的一种改进，所述磨煤机磨碗差压大判断回路判别磨煤机的磨碗差压大到3.5Kpa时断定磨煤机堵塞，当磨煤机的磨碗差压大于2.9kPa时，旋转分离器将根据磨碗差压值降低相应转速，当磨煤机的磨碗磨碗差压小于4.0kPa时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。作为本专利技术的一种改进，在锅炉DCS控制系统中增加旋转分离器转速自动控制回路、旋转分离器动态控制投退选择开关、燃料量扰动判别回路、汽水系统扰动判别回路、给水流量指令的人工偏置回路，通过旋转分离器动态控制投退选择开关的合闸与断开来动态切换旋转分离器转速自动控制回路的投退，旋转分离器转速自动控制回路能够根据转速指令自动调整旋转分离器的转速，燃料量扰动判别回路根据锅炉的总煤量变化速率进行判别系统是否存在燃料量扰动，汽水系统扰动判别回路根据给水流量变化速率进行判别系统是否存在汽水系统扰动，给水流量指令的人工偏置回路是在系统给水指令控制回路中增加的偏置回路，通过该回路能够接受手动增加给水流量。作为本专利技术的一种改进，在锅炉DCS控制系统中将旋转分离器的转速设定值设置为当前给煤机给煤量的函数，并将旋转分离器转速自动控制回路对旋转分离器转速的动态调整量上限设为900rpm，下限为600rpm，最高的转速变化率设定为60％。作为本专利技术的一种改进，旋转分离器的转速与给煤机给煤量的函数关系(即给煤量为0t/h到55t/h时旋转分离器转速为750rpm，当给煤量为70t/h以上时旋转分离器转速为705rpm,当煤量为55-70时转速和函数的关系为n＝-3t+915)为：给煤机给煤量为0t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为28t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为41t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为55t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为70t/h时对应的旋转分离器转速为705rpm。作为本专利技术的一种改进，该方法的具体步骤包括：(1)计算当前DCS控制系统中各磨煤机磨碗磨碗阻力系数K＝磨碗差压/(一次风量)*2；(2)在旋转分离器转速控制回路中设置转速动态调整量上下限；(3)当给煤量大于72t/h且5秒内变化量dF/dt大于某一正值时，按dF/dt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n1转；(4)当给煤量大于75t/h且5秒内变化量dF/dt小于某一负值时，按dF/dt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器转速上升n2转；(5)当磨碗阻力系数K大于1时，延时5秒，按K与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n3转；(6)当磨碗阻力系数K小于1.7时，延时5秒，按K与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率上升n4转；(7)当磨碗差压大于2.9kPa时，延时2秒，按磨碗差压值与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n5转；(8)当8个炉膛出口水温变化速率的最大值Maxdt大于0.075℃/s时，按Maxdt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率上升n6转；(9)在旋转分离器的原输出指令中叠加n1～n6；(10)在当炉膛出口水温变化率的最大值Maxdt大于0.075℃/s这一动作指令出现时，BTU调节器的比例系数降为0.01；(11)当磨煤机停运、一次风量坏质量、磨碗差压坏质量、煤量坏质量、旋转分离器停运、且磨煤机出口温度超过100℃时，将旋转分离器动态控制投退选择开关断开此时旋转分离器转速自动控制回路退出；(12)当旋转分离器电流超过额定值，旋转分离器转速禁增；(13)当8个炉膛出口水温任一坏质量时，n6＝0；(14)当8个炉膛出口水温变化速率的最大值Maxdt大于0.075℃/s时，按Maxdt与给水流量偏置的对应关系，发动作指令，给水流量指令偏置增加。相对于现有技术，本专利技术所提出的方法通过检测超临界直流锅炉大比热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于：该方法包括锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路、磨煤机煤量变化大判别回路、磨煤机阻力系数大判断回路和磨煤机磨碗差压大判断回路，通过检测炉膛水冷壁出口的八个水温温度检测点的温度变化率，对锅炉热负荷的异常波动进行监测，根据锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路对温度变化率的判别结果，调整制粉系统中磨煤机的旋转分离器的转速，实现瞬时控制进入锅炉内的燃料量，以抑制炉内热负荷的异常波动；通过检测锅炉磨煤机的磨碗阻力系数、磨碗差压及给煤量指令变化速率能反应磨煤机堵塞的敏感参数，根据磨煤机阻力系数大判断回路对磨碗阻力系数的判别结果、磨煤机磨碗差压大判断回路对磨碗差压的判别结果以及磨煤机煤量变化大判别回路对给煤量指令变化速率的判别结果来判断磨煤机堵塞情况，并实时调整磨煤机的旋转分离器的转速以防止磨煤机堵塞，从而抑制炉内热负荷的异常波动。

【技术特征摘要】
1.一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于：该方法包括锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路、磨煤机煤量变化大判别回路、磨煤机阻力系数大判断回路和磨煤机磨碗差压大判断回路，通过检测炉膛水冷壁出口的八个水温温度检测点的温度变化率，对锅炉热负荷的异常波动进行监测，根据锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路对温度变化率的判别结果，调整制粉系统中磨煤机的旋转分离器的转速，实现瞬时控制进入锅炉内的燃料量，以抑制炉内热负荷的异常波动；通过检测锅炉磨煤机的磨碗阻力系数、磨碗差压及给煤量指令变化速率能反应磨煤机堵塞的敏感参数，根据磨煤机阻力系数大判断回路对磨碗阻力系数的判别结果、磨煤机磨碗差压大判断回路对磨碗差压的判别结果以及磨煤机煤量变化大判别回路对给煤量指令变化速率的判别结果来判断磨煤机堵塞情况，并实时调整磨煤机的旋转分离器的转速以防止磨煤机堵塞，从而抑制炉内热负荷的异常波动。2.如权利要求1所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，所述锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路在判断温度变化率超过0.075℃/s时即触发热负荷异常报警，并在当水冷壁出口水温上升速度超过0.075℃/s时，旋转分离器将根据上升速度增加相应转速，当水冷壁出口水温上升速度降低时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。3.如权利要求1所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，所述磨煤机煤量变化大判别回路判别给煤机煤量指令大于一定值且煤量变化率超限时，断定磨煤机堵塞；并根据给煤机煤量指令变化速率的取值增加或减小旋转分离器的转速；当给煤机给煤量指令大于75t/h时，且给煤量指令变化速率大于3t/h/5s或小于-2t/h/5s时，旋转分离器的转速相应减小或增加30rpm，当给煤机的给煤量指令变化速率小于3t/h/5s或大于-2t/h/5s时，旋转分离器的转速将缓慢恢复为原设定值。4.如权利要求1所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，所述磨煤机阻力系数大判别回路判别磨煤机的磨碗阻力系数超过定值1.3时断定磨煤机堵塞，当磨煤机磨碗阻力系数大于1时，旋转分离器将根据磨碗阻力系数降低转速，当磨煤机的磨碗阻力系数小于1.7并下降时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。5.如权利要求1所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，所述磨煤机磨碗差压大判断回路判别磨煤机的磨碗差压大到3.5kPa时断定磨煤机堵塞，当磨煤机的磨碗差压大于2.9kPa时，旋转分离器将根据磨碗差压值降低转速，当磨煤机的磨碗差压小于4.0kPa时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。6.如权利要求1-5任一项所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，在锅炉DCS控制系统中增加旋转分离器转速自动控制回路、旋转分离器动态控制投退选择开关、燃料量扰动判别回路、汽水系统扰动判别回路、给水流量指令的人工偏置回路，通过旋转分离器动态控制投退选择开关的合闸与断开来动态切换旋转分离器转速自动控制回路的投退，旋转分离器转速自动控制回路能够根据转速指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜刚，武宝刚，林迎虎，彭巧平，
申请(专利权)人：华能南京金陵发电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32