[实用新型]母管制运行锅炉负荷自动分配控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热电厂燃煤锅炉负荷自动分配控制系统，尤其是涉及一种采用母管制运行方式锅炉的负荷分配及协调自动控制系统。 

背景技术

目前，在我国石油、化工、冶金、造纸、煤炭、制药等行业的自备热电厂(兼顾发电、生产供热)及集中供热等行业，广泛采用多台锅炉并列运行，同时向同一蒸汽母管供汽，以满足发电和热网负荷需求的母管制运行方式。发电机组采用母管制运行方案时，锅炉和汽轮机以及外供减温减压器热网系统都直接与蒸汽母管相连，对于并行运行的锅炉设备，所有锅炉产生的蒸汽都进入主蒸汽母管，与此同时，汽轮机进汽及其它外供热负荷也都来自主蒸汽母管。因此，母管制运行方式下锅炉负荷的控制，其实质是通过对每一台锅炉燃料量的调节，控制本炉负荷即进入主蒸汽母管的锅炉蒸发量，以最终稳定主蒸汽母管压力。 

尽管目前单元机组锅炉通常采用压力控制模式，以维持锅炉主蒸汽压力为目标，调节系统只需按机侧蒸汽压力给定指令控制锅炉的出口压力并已可实现自动调节，但母管制运行方式下锅炉的燃烧控制必须综合考虑负荷和蒸汽压力两个指标，且并列运行的锅炉相互之间压力耦合现象严重，尤其当汽机负荷或供热负荷变化时，司炉只能根据母管压力的变化，手动调节每台锅炉的负荷，维持母管中蒸汽压力的稳定，尚不能实现自动调节，多台锅炉之间的耦合影响造成主蒸汽母管压力参数波动范围较大，不能满足锅炉装置低能耗、高效率运行的工艺要求。 

另一方面，对于母管制运行机组，在发生大负荷扰动时，无法实现单元机组所采用的“机炉协调控制”，而现场的实际运行却要求锅炉的负荷快速跟踪汽轮机组负荷或外网负荷的突变，比如汽机因故障等原因快速甩负荷及外网用热装置事故停车等引起外负荷突变等情况，而现有技术的控制方案其调节速度难以跟上大幅度的外部扰动，最终引起主蒸汽母管压力参数的大幅度波动，造成大范围在网发电机组的经济运行性能的下降。 

为解决上述难题，本控制系统研制了利用母管压力的变化及通过测试获得的各台锅炉的燃烧带负荷能力来构成负荷分配校正回路，从而实现母管制运行方式锅炉根据母管压力变化自动调整协调每台锅炉负荷；同时，研制了一个外负荷突变前馈控制分配回路，利用前馈控制环节少、速度快的特点，实现在汽轮机组快速甩负荷、外网负荷突然下降时，快速调节锅炉给粉机，迅速减少燃料量，控制主汽压力上升的速度，从而实现母管压力的稳定或减少其波动幅度。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服母管制并列运行锅炉之间的负荷相互干扰，多台锅炉手动调压时负荷分配不均，装置运行稳定性、安全性和经济型差的问题以及蒸汽母管外供负荷突然大幅扰动时母管压力信号时滞大，每台锅炉不能快速跟踪负荷变化的特点，提供一种可实现在母管压力变化时，自动分配各炉负荷(对应主蒸汽压力定值)，实现每台锅炉根据分配负荷自动进行调整，同时在外部扰动突然发生时能够快速反应的负荷自动分配及控制系统。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种母管制运行锅炉负荷自动分配控制系统，包括： 

主蒸汽压力主控回路和燃料量副控回路，其中所述主蒸汽压力主控回路包括主蒸汽压力信号获取模块和主蒸汽压力控制器，所述燃料量副控回路包括主蒸汽流量信号获取模块和燃料量控制器，所述主蒸汽压力信号获取模块的输出和主蒸汽压力控制器的输入连接，所述主蒸汽流量信号获取模块的输出和燃料量控制器的输入连接，所述主蒸汽压力控制器的输出和燃料量控制器的定值输入连接； 

本实用新型特有地，还包括一个母管压力校正分配回路和一个外负荷突变前馈分配控制回路，其中所述母管压力校正分配回路包括母管压力信号获取模块、母管压力控制器和锅炉负荷分配系数设定模块A，其中母管压力信号获取模块的输出和母管压力控制器的输入连接，母管压力控制器的输出和锅炉负荷分配系数设定模块A的输入连接，锅炉负荷分配系数设定模块A的输出和主蒸汽压力控制器的定值输入连接；所述外负荷突变前馈控制分配回路包括外供蒸汽流量信号获取模块、外负荷前馈信号运算模块、锅炉负荷分配系数设定模块B和加法模块B，所述外供蒸汽流量信号获取模块的输出和外负荷前馈信号运算模块的输入连接，外负荷前馈信号运算模块的输出和锅炉负荷分配系数设定模块B的输入连接，锅炉负荷分配系数设定模块B的输出和加法模块B的一个输入连接，所述燃料量控制器的输出和加法模块B的另一个输入连接，加法模块B的输出和锅炉给粉系统连接。