本发明专利技术单床、无外置床的循环流化床自适应煤质变化协调控制方法，采用间接能量平衡取代直接能量平衡，构建锅炉主控的锅炉主控静态前馈、锅炉主控负荷动态前馈、锅炉主控压力动态前馈，采用机组额定功率的2%为基本变负荷速率生成锅炉主控静态前馈机组目标负荷的锅炉侧的负荷指令，采用变负荷幅度(目标负荷减负荷指令)形成锅炉主控负荷动态前馈、采用压力变动幅度目标压力减压力指令）形成锅炉主控压力动态前馈，从而加快锅炉的响应能力，解决“机快炉慢”的问题，在燃煤煤质发生变化的情况下，通过床温调节器的输出修正系数适时合理地调整电煤比、一次风量与给煤量的配比，满足在变负荷的情况下满足电网的变负荷的速率和幅度并保证锅炉的安全经济运行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及循环流化床自适应煤质变化协调控制方法，特别是火力发电厂的一种，在燃煤煤质发生变化的情况下，适时合理地调整电煤比、一次风量与给煤量的配比，防止高温结焦、提高锅炉热效率。
技术介绍
循环流化床锅炉(CFB)是一种低污染、燃料适应性广、负荷调节性能好、燃烧效率高的新型锅炉，己在国内外火电厂中得到越来越广泛的应用。与普通的煤粉锅炉相比，循环 流化床锅炉特性上不同于煤粉炉，主要表现在循环流化床锅炉燃烧室内流化层大热容量的热平衡特性，这种特性及其随运行工况不同而变化的特性，造成了循环流化床锅炉燃烧过程实现自动控制的困难，已成为其推广应用的主要障碍。循环流化床锅炉实现自动控制需要克服的困难主要是 (1)循环流化床锅炉是一个非线性、时变、多变量耦合的控制对象，其自动控制系统需要完成比煤粉锅炉更复杂的控制任务； (2)采用现代控制理论实现自动控制的前提是要求有描述受控对象的较精确的数学模型，而由于循环流化床特性的复杂性，使得难以建立其精确的燃烧数学模型； (3)由于循环流化床燃烧的复杂性和特殊性，使得对于煤粉锅炉行之有效的常规控制方法，已难以实现循环流化床锅炉的各项控制指标； (4)由于循环流化床自动控制系统尤其是协调控制系统难以投入自动运行或控制指标较差，使得该类型机组无法投入自动发电控制(AGC)，往往带基本负荷运行。国内循环流化床机组协调控制系统的设计大多沿用普通煤粉锅炉的设计理念，即采用“直接能量平衡(DEB)”的控制策略，有的采用的是TFCCS方式，由锅炉根据机组负荷指令调节给煤量，汽轮机调节主蒸汽压力。但这两种控制方式都是负荷控制指标差，无法满足AGC运行的要求。中国专利申请号03143920. 9公开了一种“循环流化床锅炉燃烧优化控制系统”该专利以锅炉蒸汽的压力或温度为设定值，优化粒子浓度、风量和给煤量，达到稳定燃烧与节能的目标；中国专利申请号200810022316. 5公开了一种“循环流化床锅炉燃烧优化与诊断方法”，该专利根据实时运行数据建立神经网络模型和采集燃料化学分析值及其它人工实测值，利用反平衡法计算锅炉热效率，作为优化调整和诊断的依据。王德文等提出利用蒸汽煤量比作为热效率，采用自寻优算法优化风煤配比，实现循环流化床锅炉的燃烧优化(王德文等，模糊控制在循环流化床锅炉燃烧控制系统中的应用，电力情报，1997. 4 : 47 -50 )。从测试的结果上来看都不能满足AGC测试规范的要求的2%Pe/min的变负荷速率，10%Pe负荷变动幅度的负荷变动试验及负荷跟随试验的测试要求，负荷控制精度和压力控制精度都远远不能满足电网的要求，而且给锅炉的安全带来很大的危险，不能长期连续地投入运行。对于单床、无外置床的锅炉特别是煤质变化的情况床温不能得到有效的保证，主汽压力和负荷精度不能得到有效的保证，影响机组的安全运行。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种，在不以牺牲机组响应时间、机组负荷控制精度和负荷调节幅度及响应速率的前提下，在燃煤煤质发生变化的情况下，适时合理地调整电煤比、一次风量与给煤量的配比，防止高温结焦、提高锅炉热效率，确保汽机的机前压力满足负荷的要求和稳定的床温，满足在变负荷的情况下满足电网的变负荷的速率和幅度并保证锅炉的安全经济运行。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是一种，包括以机炉手动方式、锅炉跟随方式、汽机跟随方式、以锅炉跟随为基础的协调控制方式和自动运行方式构建间接能量平衡的锅炉主控指令；在不以牺牲机组响应时间、机组负荷控制精度和负荷调节幅度及响应速率的前提下，维持煤床温度在800°C至900°C正常的范围内，满足电网的调度需求；所述手动方式根据实际的给煤量和 一次风量修正电煤比曲线和煤风比曲线，在自动方式下锁定手动情况下电煤的比例关系和煤风的比例关系，通过床温调节器自动修正电煤比曲线和煤风比曲线，当床温高于床温设定值时减少给煤量并增加一次风量，当床温低于床温设定值时增加给煤量减少一次风量，最终维持床温的相对稳定；所述锅炉主控指令中依靠锅炉主控的静态前馈的加速、锅炉主控负荷动态前馈的加速以及压力动态前馈的加速加快锅炉的响应，在床温发生变化的情况下，通过床温调节器联调电煤比及一次风量与煤的比例关系，维持煤床温度在正常范围内，实现自动适应煤质变化保持主汽压力的稳定。所述锅炉主控的静态前馈的加速是机组升负荷时为I. 5倍的基本变负荷速率生成机组目标负荷的锅炉侧的负荷指令，机组降负荷时为两倍的基本变负荷速率生成机组目标负荷的锅炉侧的负荷指令，所述的基本变负荷速率是机组额定功率的2%。所述锅炉主控负荷动态前馈的加速是目标负荷减去速率限制后负荷指令的微分，通过限制微分前馈的上下限的幅度构成负荷变动时间和量值的基本参考点，负荷变动的幅度越大动态前馈的时间越长；负荷变动幅度通过折线函数不同的变负荷幅度形成不同的前馈修正系数，在不同的负荷段形成不同的负荷动态的修正系数，二者的负荷修正系数的积形成负荷动态前馈。所述压力动态前馈的加速是即在90%额定发电功率以下的负荷段在机组采用变压运行方式下同时进行两种的变化即负荷变化给定和主汽压力变化给定，由于在负荷变化结束以后变压运行仍然在进行，在没有变负荷的情况下，修改偏置仍然有变压运行的存在，因此参照负荷动态前馈的方式构建锅炉主控变压动态前馈，从而形成变压与变负荷的双前馈。所述控制方法进一步包括用锅炉主控指令通过折线函数对应一定的一次风量，同时再用锅炉主控的微分作为前馈加在一次风的指令中，形成动静两种指令之和形成一次风量指令，让一次风量率先超调动作，改变锅炉的流化效果，让流化床释放或吸收锅炉的蓄热，加快锅炉的响应，使主汽压力实际值跟随主汽压力给定值的变化，随后锅炉指令改变给煤量，维持床温的相对稳定，达到机组能量的相对平衡，满足机组负荷的变化。所述控制方法进一步包括针对惯性滞后的循环流化床锅炉则在机前压力曲线后的压力设定值后增加由三个串联的一节惯性环节形成的三节惯性环节，从而达到在变负荷的情况下强化负荷的动态前馈弱化调节器的调节功能。本专利技术的有益效果是，自动化程度高，在燃煤煤质发生变化的情况下，适时合理地调整电煤比、一次风量与给煤量的配比，防止高温结焦、提高锅炉热效率，确保汽机的机前压力满足负荷的要求和稳定的温度，满足在变负荷的情况下满足电网的变负荷的速率和幅度并保证锅炉的安全经济运行。下面结合附图和实施例对专利技术作一详细描述。附图说明图I是锅炉主控的构成的SAMA 图2是床温调节器的构成及一次风量指令的形成的SAMA 图3是锅炉主控主汽压力调节器变参数SAMA图； 图4是燃料主控的SAMA图。具体实施例方式一种，包括以机炉手动方式、锅炉跟随方式、汽机跟随方式、以锅炉跟随为基础的协调控制方式和自动运行方式构建间接能量平衡的锅炉主控指令；在不以牺牲机组响应时间、机组负荷控制精度和负荷调节幅度及响应速率的前提下，维持煤床温度在800°C至900°C正常的范围内，满足电网的调度需求；所述手动方式根据实际的给煤量和一次风量修正电煤比曲线和煤风比曲线，在自动方式下锁定手动情况下电煤的比例关系和煤风的比例关系，通过床温调节器自动修正电煤比曲线和煤风比曲线，当床温高于床温设定值时减少给煤量并增加一次风量，当床温低于床温设定值时增加给煤本文档来自技高网...
【技术保护点】
单床、无外置床的循环流化床自适应煤质变化协调控制方法，包括以机炉手动方式、锅炉跟随方式、汽机跟随方式、以锅炉跟随为基础的协调控制方式和自动运行方式构建间接能量平衡的锅炉主控指令；在不以牺牲机组响应时间、机组负荷控制精度和负荷调节幅度及响应速率的前提下，维持煤床温度在800℃至900℃正常的范围内，满足电网的调度需求；所述手动方式根据实际的给煤量和一次风量修正电煤比曲线和煤风比曲线，在自动方式下锁定手动情况下电煤的比例关系和煤风的比例关系，通过床温调节器自动修正电煤比曲线和煤风比曲线，当床温高于床温设定值时减少给煤量并增加一次风量，当床温低于床温设定值时增加给煤量并减少一次风量，最终维持床温的相对稳定；其特征在于，所述锅炉主控指令中依靠锅炉主控的静态前馈的加速、锅炉主控负荷动态前馈的加速以及压力动态前馈的加速加快锅炉的响应，在床温发生变化的情况下，通过床温调节器联调电煤比及一次风量与煤的比例关系，维持煤床温度在正常范围内，实现自动适应煤质变化保持主汽压力的稳定。
【技术特征摘要】
1.单床、无外置床的循环流化床自适应煤质变化协调控制方法，包括以机炉手动方式、锅炉跟随方式、汽机跟随方式、以锅炉跟随为基础的协调控制方式和自动运行方式构建间接能量平衡的锅炉主控指令；在不以牺牲机组响应时间、机组负荷控制精度和负荷调节幅度及响应速率的前提下，维持煤床温度在800°C至900°C正常的范围内，满足电网的调度需求；所述手动方式根据实际的给煤量和一次风量修正电煤比曲线和煤风比曲线，在自动方式下锁定手动情况下电煤的比例关系和煤风的比例关系，通过床温调节器自动修正电煤比曲线和煤风比曲线，当床温高于床温设定值时减少给煤量并增加一次风量，当床温低于床温设定值时增加给煤量并减少一次风量，最终维持床温的相对稳定；其特征在于，所述锅炉主控指令中依靠锅炉主控的静态前馈的加速、锅炉主控负荷动态前馈的加速以及压力动态前馈的加速加快锅炉的响应，在床温发生变化的情况下，通过床温调节器联调电煤比及一次风量与煤的比例关系，维持煤床温度在正常范围内，实现自动适应煤质变化保持主汽压力的稳定。2.根据权利要求I所述的单床、无外置床的循环流化床自适应煤质变化协调控制方法，其特征在于，所述锅炉主控的静态前馈的加速是机组升负荷时为I. 5倍的基本变负荷速率生成机组目标负荷的锅炉侧的负荷指令，机组降负荷时为两倍的基本变负荷速率生成 机组目标负荷的锅炉侧的负荷指令，所述的基本变负荷速率是机组额定功率的2%。3.根据权利要求I所述的单床、无外置床的循环流化床自适应煤质变化协调控制方法，其特征在于，所述锅炉主控负荷动态前馈的加速是目标负荷减去速率限制后负荷指令的微分，通过限制微分前馈的上下限的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨军统，蔡兵，吴光辉，
申请(专利权)人：安徽省电力科学研究院，广州市恒力安全检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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