考虑二次再热机组动态特性及变负荷速率的汽温控制方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑二次再热机组动态特性及变负荷速率的汽温控制方法，针对二次再热燃煤发电机组在变负荷瞬态过程中，蒸汽温度难以精准控制问题，本发明专利技术提出了基于机组自身热力参数动态特性与网调需求相匹配的汽温控制策略，以满足二次再热机组主、再热蒸汽温度的响应速度及调节精度需求。根据三烟道二次再热锅炉的蒸汽温度控制方式所包含的内容，即水燃比控制、喷水减温控制、尾部挡板开度调整作为扰动因素，分别获得各类调节方式在自身允许的调节范围内变化时，机组主再热蒸汽的动态响应速率及调节精度。在机组进行调峰时，根据目标负荷与当前负荷的差值以及机组变负荷速率，智能地选择蒸汽温度调节方式，保障主再热蒸汽调节效果。调节效果。调节效果。

【技术实现步骤摘要】
考虑二次再热机组动态特性及变负荷速率的汽温控制方法


[0001]本专利技术属于燃煤发电机组控制
，具体涉及一种考虑二次再热机组动态特性及变负荷速率的汽温控制方法，结合各类调温方法可调整的范围与响应时间，制定了蒸汽温度分级控制方案，提高机组主再热蒸汽温度控制效果。本专利技术可为频繁参与调峰的燃煤机组采纳使用。

技术介绍

[0002]为实现“碳达峰、碳中和”目标，我国正在建立以新能源为主体的新型电力系统。燃煤发电正逐渐从电力供应的主体向调节性、支撑性电源转变。作为调峰电源的主体，燃煤机组负荷在大范围内频繁变化，加剧了机组蒸汽温度控制难度。
[0003]相比于同等级的一次再热机组，二次再热燃煤发电机组具有更多的受热面，其机组在变负荷瞬态过程中，其热惯性更明显，蒸汽温度偏差大、调整周期长、控制难度大。

技术实现思路

[0004]本专利技术为提升二次再热燃煤发电蒸汽温度控制效果提供了一种考虑二次再热机组动态特性及变负荷速率的汽温控制方法，依据机组水燃比变化、喷水量变化、锅炉尾部挡板开度变化分别对主再热蒸汽调温幅度和调温速率的影响规律，在不同负荷调节范围及不同变负荷速率需求时，制定可满足调温需求的温度控制策略方案。本专利技术提供了一种可实现燃煤发电机组运行安全性、高效性、灵活性的蒸汽温度控制方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0006]一种考虑二次再热机组动态特性及变负荷速率的汽温控制方法，主汽温调节方式为水燃比粗调和喷水减温细调，再热汽温调节方式为烟气挡板粗调和喷水减温细调；机组在运行中，以水燃比变化、喷水量变化、锅炉尾部挡板开度变化分别对主再热蒸汽调温幅度和调温速率的影响规律为依据，针对不同负荷调节范围及不同变负荷速率需求时，选取满足调温需求的温度控制策略或多种温度控制方案组合；
[0007]所述水燃比变化、喷水量变化、锅炉尾部挡板开度变化分别对主再热蒸汽调温幅度和调温速率的影响规律；具体包括以下步骤：
[0008](一)水燃比变化后主再热蒸汽变化范围与动态响应时间
[0009]调整机组运行在75％负荷率，主再热蒸汽的温度、压力在设定值范围内；解除机组自动控制系统，将机组的运行方式改为手动，分别将水燃比增加、减少5％，获得主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度变化范围和整个瞬态过程的时间；主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度与其设定值的最大偏差依次记为ΔT
ms,WFR
、ΔT
rh1,WFR
、ΔT
rh2,WFR
，三者的最大值为ΔT
max,WFR
；瞬态响应时间依次记为τ
ms,WFR
、τ
rh1,WFR
、τ
rh2,WFR
，三者的最大值为τ
max,WFR
；
[0010](二)喷水量变化后主再热蒸汽变化范围与动态响应时间
[0011]调整机组运行在75％负荷率，主再热蒸汽的温度、压力在设定值范围内；解除机组
自动控制系统，将机组的运行方式改为手动，分别将末级过热器、一次高温再热器、二次高温再热器的喷水量调整至机组允许的最大、最小值，获得主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度变化范围和整个瞬态过程的时间；主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度与其设定值的最大偏差依次记为ΔT
ms,spray
、ΔT
rh1,spray
、ΔT
rh2,spray
，三者的最大值为ΔT
max,spray
；瞬态响应时间依次记为τ
ms,spray
、τ
rh1,spray
、τ
rh2,spray
，三者的最大值为τ
max,spray
；
[0012](三)锅炉尾部烟气挡板开度变化后主再热蒸汽变化范围与动态响应时间
[0013]调整机组运行在75％负荷率，主再热蒸汽的温度、压力在设定值范围内；解除机组自动控制系统，将机组的运行方式改为手动，分别将锅炉尾部烟道低温过热器侧烟气挡板、一次低温再热器侧烟气挡板、二次低温再热器侧烟气挡板调整至机组允许的最大、最小值，获得主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度变化范围和整个瞬态过程的时间；主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度与其设定值的最大偏差依次记为ΔT
ms,baffle
、ΔT
rh1,baffle
、ΔT
rh2,baffle
，三者的最大值为ΔT
max,baffle
；瞬态响应时间依次记为τ
ms,baffle
、τ
rh1,baffle
、τ
rh2,baffle
，三者的最大值为τ
max,baffle
；
[0014](四)绘制耦合汽温偏差及动态响应时间的汽温分级控制图
[0015]分别以响应时间和温度变化幅度为横纵坐标，绘制出采用喷水调温、喷水和挡板调温、以及喷水、挡板和水燃比调温方式时，蒸汽温度的动态响应时间和响应幅度；
[0016]汽温分级控制图横坐标为动态响应时间τ，纵坐标为温度调控范围ΔT。按照大小顺序将τ
max,spray
、τ
max,baffle
、τ
max,WFR
依次标记在横坐标上，同样按照大小顺序依次将ΔT
max,spray
、ΔT
max,baffle
、ΔT
max,WFR
标记在纵坐标上；依次用弧线连接τ
max,spray
和ΔT
max,spray
记为弧线A、 连接 τ
max,baffle
和ΔT
max,baffle
记为弧线B、 连接τ
max,WFR
和ΔT
max,WFR
记为弧线C；将弧线A与横纵坐标围城的区域称为A区，即喷水减温控制区；将弧线B与横纵坐标围城的区域称为B区，即喷水减温和挡板控制区；将弧线C与横纵坐标围城的区域称为C区，即喷水减温、挡板控制区和5％水燃比控制区；将弧线C与横纵坐标连接构成的开放区称为D区，即水燃比大幅调控控制区；
[0017]所述针对机组在不同负荷调节范围及不同变负荷速率需求时，选取满足调温需求的温度控制策略或多种温度控制方案组合；具体包括以下步骤：
[0018](一)计算负荷到达剩余时间
[0019]根据机组自动控制系统中采集的实时发电功率信息、目标负荷指令信息和机组变负荷速率，并考虑到机组负荷响应惯性，用修正系数α
τ
表示，计算出机组到达目标负荷所需要的时间τ
R
；
[0020][0021]式中：L
T
是目标负荷；L
R
是实时负荷；V
e
是变负荷速率。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑二次再热机组动态特性及变负荷速率的汽温控制方法，其特征在于：主汽温调节方式为水燃比粗调和喷水减温细调，再热汽温调节方式为烟气挡板粗调和喷水减温细调；机组在运行中，以水燃比变化、喷水量变化、锅炉尾部挡板开度变化分别对主再热蒸汽调温幅度和调温速率的影响规律为依据，针对不同负荷调节范围及不同变负荷速率需求时，选取满足调温需求的温度控制策略或多种温度控制方案组合；所述水燃比变化、喷水量变化、锅炉尾部挡板开度变化分别对主再热蒸汽调温幅度和调温速率的影响规律；具体包括以下步骤：(一)水燃比变化后主再热蒸汽变化范围与动态响应时间调整机组运行在75％负荷率，主再热蒸汽的温度、压力在设定值范围内；解除机组自动控制系统，将机组的运行方式改为手动，分别将水燃比增加、减少5％，获得主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度变化范围和整个瞬态过程的时间；主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度与其设定值的最大偏差依次记为ΔT
ms,WFR
、ΔT
rh1,WFR
、ΔT
rh2,WFR
，三者的最大值为ΔT
max,WFR
；瞬态响应时间依次记为τ
ms,WFR
、τ
rh1,WFR
、τ
rh2,WFR
，三者的最大值为τ
max,WFR
；(二)喷水量变化后主再热蒸汽变化范围与动态响应时间调整机组运行在75％负荷率，主再热蒸汽的温度、压力在设定值范围内；解除机组自动控制系统，将机组的运行方式改为手动，分别将末级过热器、一次高温再热器、二次高温再热器的喷水量调整至机组允许的最大、最小值，获得主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度变化范围和整个瞬态过程的时间；主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度与其设定值的最大偏差依次记为ΔT
ms,spray
、ΔT
rh1,spray
、ΔT
rh2,spray
，三者的最大值为ΔT
max,spray
；瞬态响应时间依次记为τ
ms,spray
、τ
rh1,spray
、τ
rh2,spray
，三者的最大值为τ
max,spray
；(三)锅炉尾部烟气挡板开度变化后主再热蒸汽变化范围与动态响应时间调整机组运行在75％负荷率，主再热蒸汽的温度、压力在设定值范围内；解除机组自动控制系统，将机组的运行方式改为手动，分别将锅炉尾部烟道低温过热器侧烟气挡板、一次低温再热器侧烟气挡板、二次低温再热器侧烟气挡板调整至机组允许的最大、最小值，获得主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度变化范围和整个瞬态过程的时间；主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽的温度与其设定值的最大偏差依次记为ΔT
ms,baffle
、ΔT
rh1,baffle
、ΔT
rh2,baffle
，三者的最大值为ΔT
max,baffle
；瞬态响应时间依次记为τ
ms,baffle
、τ
rh1,baffle
、τ
rh2,baffle
，三者的最大值为τ
max,baffle
；(四)绘制耦合汽温偏差及动态响应时间的汽温分级控制图分别以响应时间和温度变化幅度为横纵坐标，绘制出采用喷水调温、喷水和挡板调温、以及喷水、挡板和水燃比调温方式时，蒸汽温度的动态响应时间和响应幅度；汽温分级控制图横坐标为动态响应时间τ，纵坐标为温度调控范围ΔT。按照大小顺序将τ
max,spray
、τ
max,baffle
、τ
max,WFR
依次标记在横坐标上，同样按照大小顺序依次将ΔT
max,spray
、ΔT
max,baffle
、ΔT
max,WFR
标记在纵坐标上；依次用弧线连接τ
max,spray
和ΔT
max,spray
记为弧线A、连接τ
max,baffle
和ΔT
max,baffle
记为弧线B、连接τ
max,WFR
和ΔT
max,WFR
记为弧线C；将弧线A与横纵坐标围城的区域称为A区，即喷水减温控制区；将弧线B与横纵坐标围城的区域称为B区，即喷水减温和挡板控制区；将弧线C与横纵坐标围城的区域称为C区，即喷水减温、挡板控制区和5％水燃比控制区；将弧线C与横纵坐标连接构成的开放区称为D区，即水燃比大幅调控控制区；
所述针对机组在不同负荷调节范围及不同变负荷速率...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝阳，刘宇钢，田绍钢，易广宙，李旭升，李平，颜纲要，马召召，刘明，严俊杰，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司国能蚌埠发电有限公司，
类型：发明
国别省市：