一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法，燃煤机组接收到升负荷指令后，将高加抽汽阀门的开度关小，负荷指令达到目标负荷后，将关小的抽汽阀门全开；同时，将瞬态过程中由于抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与入炉燃料的低位发热量作商，作为燃料量控制的前馈值，将该前馈值与燃料量指令相加，得到燃料量新值；将瞬态过程中抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与单位烟气再循环量变化时引起的水冷壁换热变化量作商，作为烟气再循环控制前馈值，将该前馈值与烟气再循环量指令相加，得到烟气再循环量新值；从而完成蒸汽温度控制优化。本发明专利技术通过高加抽汽节流的方法改善了蒸汽温度控制效果，提高了机组灵活性。提高了机组灵活性。提高了机组灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法


[0001]本专利技术属于火电厂热工控制
，具体涉及一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法。

技术介绍

[0002]燃煤机组灵活性的提升对可再生能源的消纳意义重大。再热蒸汽易超温是燃煤机组升负荷过程中限制变负荷速率的主要因素。一方面，主汽压偏差引起的锅炉指令过大，导致燃料过燃。另一方面，升负荷过程中，由于省煤器与水冷壁处蓄热量过大，导致水冷壁出口工质温度过低，从而加剧了燃料过燃现象。燃料过燃引起的烟气流量增多是导致再热蒸汽超温的主要原因。减小主汽压偏差、增大再热蒸汽流量可改善再热蒸汽温度超温的现象，提高燃煤机组的灵活性。升负荷过程中的高加抽汽节流可有效减少主汽压偏差，同时再热蒸汽流量增加，故设计了升负荷过程中高加抽气节流与机组协调控制系统耦合的控制方法，以改善运行过程中蒸汽温度控制效果，大幅提升机组灵活性，改善机组运行经济性与安全性。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对燃煤机组升负荷过程中再热蒸汽温度超温严重的现象，结合实际电厂运行问题，从汽轮机与锅炉特性的本质差异中出发，旨在寻觅出宽调比、有针对性的燃煤机组控制策略。本专利技术的目的是提供一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法，改善升负荷过程中的蒸汽温度品质，进而提高机组变负荷速率，为机组灵活调峰提供了可能。
[0004]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0005]一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法，燃煤机组接收到升负荷指令后，将j级高加对应的j级抽汽阀门开度减小到K，负荷指令达到目标负荷后，将j级抽汽阀门全开；同时，将瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与入炉燃料的低位发热量作商，作为燃料量控制的前馈值，将该前馈值与燃料量指令相加，得到燃料量新值；将瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与单位烟气再循环量变化时引起的水冷壁换热变化量作商，作为烟气再循环控制前馈值，将该前馈值与烟气再循环量指令相加，得到烟气再循环量新值；将计算所得的燃料量新值与烟气再循环量新值输入到燃煤机组中以完成控制过程。
[0006]所述j级抽汽阀门开度K的计算方法如下：
[0007]K＝K
v
·
(G0‑
ΔG)2/(Δp
·
ρ)
[0008]式中：G0为初始工况下抽汽流量，kg/s；ΔG为允许减少的最大抽汽流量，kg/s；Δp为初始工况下抽汽口与对应加热器进口压力之差，MPa；ρ为抽汽密度，kg/m3；K
v
为阻力增益系数。
[0009]所述允许减少的最大抽汽流量计算如下：
[0010]ΔG＝ΔB
lim
·
Q
arnet
/(h
j,s
‑
h
m,s
)
[0011]式中：ΔB
lim
为燃煤机组控制系统允许的煤量最大变化量，kg/s；Q
arnet
为燃料的低位发热量，kJ/kg；h
j,s
为j级加热器初始负荷时水侧进口的焓值，kJ/kg；h
m,s
为j级加热器初始负荷时水侧出口的焓值，kJ/kg。
[0012]所述瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量的计算方法如下：
[0013]ΔQ
feedwater
＝ΔG
·
(h
j
‑
h
m
)
[0014]式中：ΔQ
feedwater
为瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量，kJ；ΔG为允许减少的最大抽汽流量，kg/s；h
j
为j级加热器水侧进口的实时焓值，kJ/kg；h
m
为j级加热器水侧出口的实时焓值，kJ/kg。
[0015]所述燃料量控制的前馈值的计算方法如下：
[0016]将瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与燃料低位发热量作商，即为燃料量控制的前馈值：
[0017]ΔB
revised
＝ΔQ
feedwater
/Q
arnet
[0018]式中：
△
B
revised
是燃料量控制的前馈值，kg/s；Q
arnet
为燃料的低位发热量，kJ/kg；
[0019]所述燃料量新值的计算方法如下：
[0020]B
revised
＝B+ΔB
revised
[0021]式中：B
revised
为燃料量新值；B为燃料量指令；
[0022]所述单位烟气再循环量变化时引起的水冷壁换热变化量的计算方法如下：
[0023]不同稳态负荷下，进行烟气再循环量扰动，测量、记录水冷壁进出口工质温度、流量和压力，通过水蒸气物性参数表得出对应焓值，得出单位烟气再循环量变化时水冷壁吸热量的变化值，记为
△
Q:
[0024]ΔQ＝(G
out,b
·
h
out,b
‑
G
in,b
·
h
in,b
)
‑
(G
out,a
·
h
out,a
‑
G
in,a
·
h
in,a
)/(FGR
b
‑
FGR
a
)
[0025]式中：ΔQ表示单位烟气再循环量变化时水冷壁换热量的变化值，kJ；G代表工质流量，kg/s；h代表工质焓值，kJ/kg；FGR代表烟气再循环量；下标in，out分别代表进出口，下标a，b分别代表烟气再循环量变化前后；
[0026]将不同稳态负荷下的ΔQ与对应负荷值拟合，记为f(x)；输入负荷值通过f(x)计算出单位烟气再循环量变化时引起的水冷壁换热变化量；
[0027]所述烟气再循环控制前馈值的计算方法如下：
[0028]将j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与单位再循环烟气量变化时水冷壁的换热变化量作商，即为烟气再循环控制的前馈值：
[0029]ΔFGR
revised
＝ΔQ
feedwater
/f(x)
[0030]式中：
△
FGR
revised
是烟气再循环量前馈值；
[0031]所述再循环烟气量新值的计算方法如下：
[0032]FGR
revised
＝FGR+ΔFGR
revised
[0033]式中：FGR
revised
为烟气再循环量新值，FGR为烟气再循环量指令。
[0034]所述j级抽汽阀门的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法，其特征在于：燃煤机组接收到升负荷指令后，将j级高加对应的j级抽汽阀门开度减小到K，负荷指令达到目标负荷后，将j级抽汽阀门全开；同时，将瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与入炉燃料的低位发热量作商，作为燃料量控制的前馈值，将该前馈值与燃料量指令相加，得到燃料量新值；将瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与单位烟气再循环量变化时引起的水冷壁换热变化量作商，作为烟气再循环控制前馈值，将该前馈值与烟气再循环量指令相加，得到烟气再循环量新值；将计算所得的燃料量新值与烟气再循环量新值输入到燃煤机组中以完成控制过程。2.根据权利要求1所述的一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法，其特征在于：所述j级抽汽阀门开度K的计算方法如下：K＝K
v
·
(G0‑
ΔG)2/(Δp
·
ρ)式中：G0为初始工况下抽汽流量，kg/s；ΔG为允许减少的最大抽汽流量，kg/s；Δp为初始工况下抽汽口与对应加热器进口压力之差，MPa；ρ为抽汽密度，kg/m3；K
v
为阻力增益系数。3.根据权利要求2所述的一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法，其特征在于：所述允许减少的最大抽汽流量计算如下：ΔG＝ΔB
lim
·
Q
arnet
/(h
j,s
‑
h
m,s
)式中：ΔB
lim
为燃煤机组控制系统允许的煤量最大变化量，kg/s；Q
arnet
为燃料的低位发热量，kJ/kg；h
j,s
为j级加热器初始负荷时水侧进口的焓值，kJ/kg；h
m,s
为j级加热器初始负荷时水侧出口的焓值，kJ/kg。4.根据权利要求3所述的一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法，其特征在于：所述瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量的计算方法如下：ΔQ
feedwater
＝ΔG
·
(h
j
‑
h
m
)式中：ΔQ
feedwater
为瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量，kJ；ΔG为允许减少的最大抽汽流量，kg/s；h
j
为j级加热器水侧进口的实时焓值，kJ/kg；h
m
为j级加热器水侧出口的实时焓值，kJ/kg。5.根据权利要求4所述的一种通过高加抽汽节流提升燃煤机组灵活性的控制方法，其特征在于：所述燃料量控制的前馈值的计算方法如下：将瞬态过程中j级抽汽阀门开度减小引起的给水吸热变化量与燃料低位发热量作商，即为燃料量控制的前馈值：ΔB
revised
＝ΔQ
feedwater
/Q
arnet
式中：...

【专利技术属性】
技术研发人员：严俊杰，王珠，刘明，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：