本發(fā)明涉及直流定壓運行燃煤機組技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輔機故障減負荷過程中給水流量的控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)機組主要輔機故障跳閘造成機組實發(fā)功率受到限制時(協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在自動狀態(tài))，為適應(yīng)設(shè)備出力，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)強制將機組負荷減到尚在運行的輔機所能承受的負荷目標(biāo)值，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的該功能稱為輔機故障減負荷(RUNBACK)，簡稱為RB?；痣姀S一般典型設(shè)計為兩臺引風(fēng)機，兩臺送風(fēng)機，兩臺一次風(fēng)機以及兩臺給水泵，當(dāng)上述設(shè)備中一臺發(fā)生故障停止運行即發(fā)生RB。直流運行機組發(fā)生RB后風(fēng)量、煤量、水量應(yīng)按照一定速率進行快減，其中，給水流量的快減功能是一個重點，也是一個難點。

現(xiàn)有技術(shù)中RB后的給水流量控制方案為：如圖1所示，RB發(fā)生后，根據(jù)機組目標(biāo)負荷經(jīng)過速率限制(給水流量減少的速率)、函數(shù)(負荷與給水流量的函數(shù)關(guān)系)和慣性環(huán)節(jié)(不同RB種類下慣性環(huán)節(jié)的慣性時間常數(shù))轉(zhuǎn)化為給水流量指令，作為實際給水流量定值，去控制給水泵轉(zhuǎn)速。不同種類RB發(fā)生后，限速后三階慣性環(huán)節(jié)參數(shù)不同，以控制在不同RB工況下的減水速率。

但是，該方案為一開環(huán)控制，即RB發(fā)生后，只能根據(jù)通過經(jīng)驗和前期試驗已經(jīng)設(shè)好的速率對給水流量進行控制(即針對不同RB工況，降低給水流量的速率是設(shè)定好的)。對于直流定壓運行機組來說，重要的參數(shù)為過熱點溫度和主蒸汽壓力，這兩個參數(shù)通過開環(huán)不能夠進行精確控制。特別是對于鍋爐這個復(fù)雜系統(tǒng)來說，每次RB發(fā)生前機組工況不同，過熱點溫度(即主蒸汽溫度)和主蒸汽壓力在RB發(fā)生后的變化狀況都是不同的。這就對RB的成功率造成了一定的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種輔機故障減負荷過程中給水流量的控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于不能對過熱點溫度和主蒸汽壓力進行精確控制而影響RB成功率的技術(shù)問題。該方法包括：在直流定壓運行燃煤機組出現(xiàn)輔機故障減負荷工況后，獲取所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差，獲取所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差；針對不同種類的輔機故障減負荷工況，根據(jù)所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，調(diào)整給水流量的預(yù)設(shè)速率。

在一個實施例中，針對不同種類的輔機故障減負荷工況，根據(jù)所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，調(diào)整給水流量的預(yù)設(shè)速率，包括：將所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差輸入到PID控制器中進行計算；將PID控制器的計算結(jié)果與給水流量的預(yù)設(shè)速率相乘，得到修正后的預(yù)設(shè)速率，采用修正后的預(yù)設(shè)速率降低給水流量，使得主蒸汽壓力值和主蒸汽溫度值符合所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的運行要求。

在一個實施例中，所述中間點溫度值為所述直流定壓運行燃煤機組中分離器出口的溫度值。

本發(fā)明實施例還提供了一種輔機故障減負荷過程中給水流量的控制裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于不能對過熱點溫度和主蒸汽壓力進行精確控制而影響RB成功率的技術(shù)問題。該裝置包括：獲取模塊，用于在直流定壓運行燃煤機組出現(xiàn)輔機故障減負荷工況后，獲取所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差，獲取所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差；修正模塊，用于針對不同種類的輔機故障減負荷工況，根據(jù)所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，調(diào)整給水流量的預(yù)設(shè)速率。

在一個實施例中，所述修正模塊，包括：PID控制器，用于輸入所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，進行計算；乘法器，用于將PID控制器的計算結(jié)果與給水流量的預(yù)設(shè)速率相乘，得到修正后的預(yù)設(shè)速率，采用修正后的預(yù)設(shè)速率降低給水流量，使得主蒸汽壓力值和主蒸汽溫度值符合所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的運行要求。

在一個實施例中，所述中間點溫度值為所述直流定壓運行燃煤機組中分離器出口的溫度值。

在本發(fā)明實施例中，針對不同種類的輔機故障減負荷工況，通過根據(jù)所述直流定壓燃煤運行機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，來調(diào)整給水流量的預(yù)設(shè)速率，實現(xiàn)了利用閉環(huán)和開環(huán)的方式來降低給水流量，與現(xiàn)有技術(shù)中只通過固定預(yù)設(shè)速率來降低給水流量的開環(huán)控制方式相比，可以實時對降低給水流量的預(yù)設(shè)速率進行修正，從而達到了精確控制運行所需主蒸汽壓力和主蒸汽溫度的目的，有助于提高RB的成功率。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種RB后控制給水流量的方案示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的一種輔機故障減負荷過程中給水流量的控制方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的一種改進的RB后控制給水流量的方案示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的一種輔機故障減負荷過程中給水流量的控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施方式和附圖，對本發(fā)明做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

在本發(fā)明實施例中，提供了一種輔機故障減負荷過程中給水流量的控制方法，如圖2所示，該方法包括：

步驟201：在直流定壓運行燃煤機組出現(xiàn)輔機故障減負荷工況后，獲取所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差，獲取所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差；

步驟202：針對不同種類的輔機故障減負荷工況，根據(jù)所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，調(diào)整給水流量的預(yù)設(shè)速率。

由圖2所示的流程可知，在本發(fā)明實施例中，針對不同種類的輔機故障減負荷工況，通過根據(jù)所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，來調(diào)整降低給水流量的預(yù)設(shè)速率，實現(xiàn)了利用閉環(huán)和開環(huán)的方式來降低給水流量，與現(xiàn)有技術(shù)中只通過固定預(yù)設(shè)速率來降低給水流量的開環(huán)控制方式相比，可以實時對降低給水流量的預(yù)設(shè)速率進行修正，從而達到了精確控制運行所需主蒸汽壓力和主蒸汽溫度的目的，有助于提高RB的成功率。

具體實施時，直流定壓運行的機組，在RB發(fā)生后，重要的參數(shù)有爐膛負壓、主蒸汽溫度，主蒸汽壓力等參數(shù)。爐膛負壓代表了燃燒的穩(wěn)定，由風(fēng)煙系統(tǒng)中的引風(fēng)機來控制，與汽水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性較小，形成了與汽水系統(tǒng)相對獨立的系統(tǒng)。而主蒸汽溫度與主蒸汽壓力是汽水系統(tǒng)的主要參數(shù)，減煤和減水的速率決定了這兩個參數(shù)是否能夠在安全的范圍之內(nèi)。其中，減煤是通過跳閘磨煤機來實現(xiàn)的，使負荷盡快地降下來，最終降至單側(cè)輔機允許的出力范圍內(nèi)，這個過程是一個動態(tài)過程，要求鍋爐燃燒熱量和給水量有合適的匹配關(guān)系，所以減水(即降低給水流量)的速率即決定了主蒸汽溫度和主蒸汽壓力這兩個參數(shù)是否在安全范圍之內(nèi)。直流定壓運行的機組一般要求機組主蒸汽壓力保持定壓力運行，當(dāng)主蒸汽壓力過低時，將觸發(fā)主蒸汽壓力低保護動作，一般將主蒸汽壓力控制在低于主蒸汽壓力額定壓力(即上述主蒸汽壓力設(shè)定值)1MPa左右是安全的。主蒸汽溫度過低或過高時，將觸發(fā)主汽溫度保護動作。一方面，如果減水的速率過快，會導(dǎo)致主蒸汽溫度高和主蒸汽壓力降得過快，而減水的速率過慢，又會導(dǎo)致主蒸汽溫度過低。

為了實現(xiàn)針對不同種類的輔機故障減負荷工況，實時調(diào)整給水流量的預(yù)設(shè)速率，在本實施例中，將所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差輸入到PID(比例、積分、微分)控制器中進行計算；將PID控制器的計算結(jié)果與給水流量的預(yù)設(shè)速率相乘，得到修正后的預(yù)設(shè)速率，采用修正后的預(yù)設(shè)速率來降低給水流量，使得主蒸汽壓力值和主蒸汽溫度值符合所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的運行要求。

具體的，在現(xiàn)有技術(shù)中的開環(huán)給水流量控制方案的基礎(chǔ)上，在速率控制環(huán)節(jié)上添加PID控制器，以調(diào)整速率。例如，如圖3所示，⊿Pt為直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差，⊿T為直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差。主蒸汽壓力的設(shè)定值為額定壓力，中間點溫度的設(shè)定值可根據(jù)運行數(shù)據(jù)來設(shè)定。將⊿T、⊿Pt這兩個偏差引入PID控制器進行計算，將計算結(jié)果與針對不同RB工況設(shè)定好的預(yù)設(shè)速率相乘，以閉環(huán)的方式實現(xiàn)對人為事先設(shè)定的不同RB工況下對降低給水流量的速率進行動態(tài)修正，可以達到控制給水流量進而對主蒸汽壓力和中間點溫度進行控制的目的。本方案利用閉環(huán)+開環(huán)的方式對主蒸汽溫度和主蒸汽壓力進行控制，將中間點溫度和主蒸汽壓力引入PID控制器，對RB發(fā)生后給水的減少速率進行控制，提高了RB發(fā)生后主要參數(shù)的控制精度。具體的，中間點溫度即分離器出口的溫度，一般直流爐設(shè)計此點為微過熱點，此點溫度相對于主蒸汽溫度來說有提前性，遂用此點溫度而不用主蒸汽溫度。

具體實施時，現(xiàn)有開環(huán)控制方案(如圖1所示)中的參數(shù)為不同RB種類下給水流量減少的速率(即上述預(yù)設(shè)速率)、負荷與給水流量的函數(shù)關(guān)系以及不同RB種類下慣性環(huán)節(jié)的慣性時間常數(shù)，這些參數(shù)主要依靠一些輔助性試驗和經(jīng)驗來得到，在此不再贅述。改進后的閉環(huán)+開環(huán)控制方案(如圖3所示)之中需要設(shè)定的PID控制器參數(shù)則可以通過RB試驗來最終確定。

具體實施時，可以對改進后的閉環(huán)+開環(huán)控制方案的效果進行驗證。例如，(1)按照圖3所示，完成機組DCS平臺方案的設(shè)計、組態(tài)和下裝。并根據(jù)實際情況設(shè)置所需參數(shù)。(2)通過強制、模擬等手段進行機組的邏輯試驗，驗證邏輯組態(tài)正確性。(3)熱態(tài)投入RB功能，在RB發(fā)生后測試此功能的實際控制效果。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例中還提供了一種輔機故障減負荷過程中給水流量的控制裝置，如下面的實施例所述。由于輔機故障減負荷過程中給水流量的控制裝置解決問題的原理與輔機故障減負荷過程中給水流量的控制方法相似，因此輔機故障減負荷過程中給水流量的控制裝置的實施可以參見輔機故障減負荷過程中給水流量的控制方法的實施，重復(fù)之處不再贅述。以下所使用的，術(shù)語“單元”或者“模塊”可以實現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實施例所描述的裝置較佳地以軟件來實現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。

圖4是本發(fā)明實施例的輔機故障減負荷過程中給水流量的控制裝置的一種結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示，包括：獲取模塊401和修正模塊402，下面對該結(jié)構(gòu)進行說明。

獲取模塊401，用于在直流定壓運行燃煤機組出現(xiàn)輔機故障減負荷工況后，獲取所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差，獲取所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差；

修正模塊402，用于針對不同種類的輔機故障減負荷工況，根據(jù)所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，調(diào)整給水流量的預(yù)設(shè)速率。

在一個實施例中，所述修正模塊，包括：PID控制器，用于輸入所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，進行計算；乘法器，用于將PID控制器的計算結(jié)果與給水流量的預(yù)設(shè)速率相乘，得到修正后的預(yù)設(shè)速率，采用修正后的預(yù)設(shè)速率降低給水流量，使得主蒸汽壓力值和主蒸汽溫度值符合所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的運行要求。

在一個實施例中，所述中間點溫度值為所述直流定壓運行燃煤機組中分離器出口的溫度值。

在本發(fā)明實施例中，針對不同種類的輔機故障減負荷工況，通過根據(jù)所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的主蒸汽壓力值與主蒸汽壓力設(shè)定值之間的偏差和所述直流定壓運行燃煤機組當(dāng)前的中間點溫度值與中間點溫度設(shè)定值之間的偏差，來調(diào)整給水流量的預(yù)設(shè)速率，實現(xiàn)了利用閉環(huán)和開環(huán)的方式來降低給水流量，與現(xiàn)有技術(shù)中只通過固定的預(yù)設(shè)速率來降低給水流量的開環(huán)控制方式相比，可以實時對降低給水流量的預(yù)設(shè)速率進行修正，從而達到了精確控制運行所需主蒸汽壓力和主蒸汽溫度的目的，有助于提高RB的成功率。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明實施例的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明實施例不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明實施例可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。