一种基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于磨煤机的变速运行AGC提速控制方法，包括：DCS根据当前的机组负荷指令及运行需求，计算生成机组的给煤量指令，并对变速磨煤机进行变转速控制。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术采用可变转速的磨煤机，利用变频器调整电机转速，实现磨煤机的变转速控制，并通过变速磨煤机台数配置方法以及相应的控制逻辑，在运行过程中充分发挥变转速制粉系统的响应速度优势，合理分配煤量变化并配合实时调整磨煤机转速，减少变负荷过程中制粉环节的响应延迟，提高锅炉响应的速度和机组AGC指令的响应能力。响应能力。响应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法


[0001]本专利技术涉及火力发电
，更确切地说，它涉及一种基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法。

技术介绍

[0002]制粉系统作为锅炉设备的重要组成部分，主要承担着磨制煤粉、为锅炉燃烧提供燃料等任务。制粉系统主要由原煤仓、给煤机、磨煤机、输送煤粉的风管和粉管，以及其他相关附属设备组成。一台火电机组往往配备多套制粉系统。当前磨煤机多采用工频运行的异步电机驱动，其转速是电厂基建阶段根据设计煤种校核得到的，此后无论煤种如何变化，磨煤机电机均为定频运行。
[0003]在现有技术下，锅炉在变负荷过程中，需要实时调整制粉系统的出力，制粉系统出力的变化需经历给煤量增减、制粉、出粉、燃烧等几个环节，锅炉出力的响应速度受到这些环节滞后时间的影响。其中，当煤量改变时，制粉系统受到制粉环节实际出粉量变化的滞后影响最大，对锅炉响应的速度有较大影响。
[0004]为保证电网供电质量的要求，电网调度机构对并网运行的火力发电汽轮机组实行自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)，同时对火电机组的AGC指令响应速率、响应时间和控制精度等指标提出了控制要求。
[0005]机组的各系统由分散控制系统(Distributed Control System，DCS)进行实时控制。DCS将接收到的AGC负荷指令进行限幅与限速处理，生成机组负荷指令与主汽压力设定值，再将其与机组实时功率与实时压力比较，调节锅炉燃料量、送风量与给水流量，以此改变锅炉的出力，以满足汽轮机的做功需求；同时，DCS对汽轮机调速汽门开度进行控制，改变汽轮机出力，进而调整机组的发电功率。DCS通过协调锅炉与汽轮机间的能量供需平衡，实时调整机组出力，实现对AGC指令的响应。
[0006]传统制粉系统采用工频运行的异步电机进行驱动，在运行过程中不能调整转速，当给煤量变化时制粉环节存在的惯性特性将导致锅炉实际出力变化的迟缓，系统的惯性时间T较长；同时，在煤量改变初期由于磨煤机转速不变，煤量的改变将造成磨煤机内部风道阻力的变化，煤粉在管道内滞留的时间τ也相对较长，甚至可能出现煤量调节的初期实际出粉量与指令需求的变化方向相反的情况；以上两方面因素的叠加将造成制粉系统实际出粉量变化的滞后，进而导致锅炉侧的整体响应速度缓慢，影响机组整体的AGC运行性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法。
[0008]第一方面，提供了一种基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法，包括：
[0009]S1、调度机构下发AGC指令，发电机组指令接收装置接收调度机构下发的自动发电控制AGC指令；
[0010]S2、将所述AGC指令发送至DCS；DCS根据当前的机组负荷指令及运行需求，计算生成机组的给煤量指令；根据所述给煤量指令生成定转速制粉系统指令和变转速制粉系统指令，并下发给各台给煤机；
[0011]S3、给煤机收到对应的指令后，改变给煤量，将燃煤送至磨煤机进行煤粉磨制；其中，DCS对变速磨煤机进行变转速控制；
[0012]S4、变负荷过程结束且煤量稳定后，煤量稳定于新的负荷对应值，变速磨煤机转速重新回到常规值。
[0013]作为优选，S2中，DCS根据AGC指令变化与锅炉主控PID的调整量生成锅炉负荷基准煤量指令；由AGC指令经过惯性微分计算和前馈校正生成锅炉动态前馈煤量指令。
[0014]作为优选，S2中，变转速制粉系统为开环控制，指令对应的给煤量为基准煤量和动态前馈煤量之和，所述基准煤量由带死区的阶梯控制曲线生成，所述动态前馈煤量由锅炉动态前馈煤量指令除以运行的变转速制粉系统套数生成。
[0015]作为优选，S2中，变转速制粉系统指令的生成回路上设置有手动偏置功能。
[0016]作为优选，S2中，定转速制粉系统为闭环控制，指令为锅炉负荷基准煤量指令和锅炉动态前馈煤量指令合成的总煤量指令。
[0017]作为优选，所述变转速制粉系统套数的选取方式包括：获得单台变速磨煤机在某类型机组中应用能够实现的锅炉响应速度提升幅度A％，并以机组全部采用定速磨煤机运行能够达到的负荷变动速率为基准，变转速制粉系统套数的计算公式如下：
[0018]配置的变转速制粉系统套数＝(机组预期实现的负荷变动速率
‑
基准负荷变动速率)/(基准负荷变动速率
×
A％)。
[0019]作为优选，S3中，所述DCS对变速磨煤机进行变转速控制，包括：
[0020]S301、在AGC指令稳定、机组未变负荷时，DCS按照负荷指令要求控制变速磨煤机，变转速磨煤机的转速保持在常规转速下；
[0021]S302、在AGC指令变化时，DCS对指令变化情况进行限幅、限速处理后将AGC指令状态判断为升负荷指令或降负荷指令；针对升负荷指令，DCS控制变转速磨煤机的转速运行于高速档；针对降负荷指令，DCS控制变转速磨煤机的转速运行于低速档。
[0022]第二方面，提供了一种变转速制粉系统，应用于第一方面任一所述的基于变速运行磨煤机的设备选配及AGC提速控制方法，包括：原煤斗、给煤机、磨煤机、电机、变频器、DCS、指令接收装置和调度机构；
[0023]其中，原煤斗、给煤机、磨煤机、电机和变频器之间依次相连，磨煤机还通过管道与炉膛相连，变频器还依次通过DCS和指令接收装置连接至调度机构。
[0024]作为优选，所述电机为变速直驱永磁电机。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用可变转速的磨煤机，利用变频器调整电机转速，实现磨煤机的变转速控制，并通过变速磨煤机台数配置方法以及相应的控制逻辑，在运行过程中充分发挥变转速制粉系统的响应速度优势，合理分配煤量变化并配合实时调整磨煤机转速，减少变负荷过程中制粉环节的响应延迟，提高锅炉响应的速度和机组AGC指令的响应能力。
附图说明
[0026]图1为本申请提供的变转速制粉系统结构示意图；
[0027]图2为本申请提供的机组配置示意图；
[0028]图3为本申请提供的机组变负荷煤量控制流程示意图；
[0029]图4为本申请提供的AGC指令处理及变负荷状态判断逻辑示意图；
[0030]图5为本申请提供的磨煤机转速控制逻辑图；
[0031]图6为本申请提供的锅炉煤量指令生成逻辑图；
[0032]图7为本申请提供的变转速制粉系统基准煤量生成曲线示意图；
[0033]图8为本申请提供的变转速制粉系统指令生成逻辑图；
[0034]图9为本申请提供的定转速制粉系统指令生成逻辑图；
[0035]图10为本申请提供的变负荷过程中指令及煤量变化曲线示意图；
[0036]附图标记说明：原煤斗1、给煤机2、磨煤机3、电机4、变频器5、DCS6、指令接收装置7、调度机构8、炉膛9。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磨煤机的变速运行AGC提速控制方法，其特征在于，包括：S1、调度机构下发AGC指令，发电机组指令接收装置接收调度机构下发的自动发电控制AGC指令；S2、将所述AGC指令发送至分散控制系统DCS；DCS根据当前的机组负荷指令及运行需求，计算生成机组的给煤量指令；根据所述给煤量指令生成定转速制粉系统指令和变转速制粉系统指令，并下发至给煤机；S3、给煤机收到对应的指令后，改变给煤量，将燃煤送至磨煤机进行煤粉磨制；其中，DCS对变速磨煤机进行变转速控制；S4、变负荷过程结束且煤量稳定后，煤量稳定于新的负荷对应值，变速磨煤机转速重新回到常规值。2.根据权利要求1所述的基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法，其特征在于，S2中，DCS根据AGC指令变化与锅炉主控PID的调整量生成锅炉负荷基准煤量指令；由AGC指令经过惯性微分计算和前馈校正生成锅炉动态前馈煤量指令。3.根据权利要求2所述的基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法，其特征在于，S2中，变转速制粉系统为开环控制，指令对应的给煤量为基准煤量和动态前馈煤量之和，所述基准煤量由带死区的阶梯控制曲线生成，所述动态前馈煤量由锅炉动态前馈煤量指令除以运行的变转速制粉系统套数生成。4.根据权利要求2所述的基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法，其特征在于，S2中，定转速制粉系统为闭环控制，指令为锅炉负荷基准煤量指令和锅炉动态前馈煤量指令合成的总煤量指令。5.根据权利要求4所述的基于磨煤机变速运行的AGC提速控制方法，其特征在于，S2中，变转速制粉系统指令的生成回路上设置有手动偏置功能。6.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆陆，杨敏，童小忠，何郁晟，杨威，赵力航，张坚群，陈勤根，胡伯勇，林彤，李恩长，张文涛，祝文翔，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：