[发明专利]一种火电机组给水系统优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种火电机组给水系统优化控制方法。

背景技术

随着发电机组容量的增大和参数的不断提高，机组的控制与运行管理变得越来越复杂和困难。为了减轻运行人员的劳动强度，保证机组的安全运行，要求实现更为先进，适用范围更宽，功能更为完备的自动控制系统，这就产生了全程控制系统。而给水控制系统在电厂运行中有着非常重要的作用，在全程给水控制系统中，汽包水位是汽包锅炉运行中一个重要的监控参数，它反应锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系，衡量锅炉汽水系统是否平衡的标志，维持其包水位在一定范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。

给水全程控制系统是一个能在锅炉启动、停炉、低负荷以及在机组发生某些重大事故等各种不同的工况下，都能实现给水自动控制的系统而且从一种控制状态到另一种控制状态的判断、转换、故障检测也常常靠系统本身自动完成。在锅炉运行中，汽包水位是一个很重要的参数。若水位过高，则会影响汽水分离的效果，使用气设备发生故障；而水位过低，则会破坏汽水循环，严重时导致锅炉爆炸。同时高性能的锅炉产生的蒸汽流量很大，而汽包的体积相对来说较小，所以汽包水位控制显得非常重要。给水自动控制的任务，就是控制给水流量，使其与蒸发量保持平衡，维持汽包内水位在允许的范围内变化。

目前，国内火电机组的设备配置中，一般而言，给水系统主要设计两台各自能带60%额定负荷的汽动给水泵A、B和一台能带30%～50%额定负荷的电动给水泵。以配备30%的电动给水泵机组为例，在0到12%～15%额定负荷（MCR），由给水旁路调节阀控制水位，电动给水泵定速运行，电动给水泵最小流量控制系统负责保证电动给水泵的流量大于其允许最小流量，泵出口压力控制系统和汽动给水泵不工作；12%～15%到25%～30%MCR，由电动给水泵调速控制水位，给水旁路调节阀控制电动给水泵出口压力，因流量大于电动给水泵额定流量的30%，电动给水泵最小流量控制系统自动关闭，汽动给水泵不工作；25%～30%到45%～50%MCR，由电动给水泵调速控制水位，给水主调节阀控制电动给水泵出口压力，因流量大于电动给水泵额定流量的30%，电动给水泵最小流量控制系统自动关闭，汽动给水泵不工作；45%～50%到100%MCR，汽动给水泵调速控制水位，给水主调节阀控制汽动给水泵出口压力，电动给水泵不工作。

传统的给水控制方式为：汽包水位在机组正常运行时为三冲量串级控制，汽包水位通过三选一选择器THRSEL进行选择，一般设置为选取中值，若有一个汽包水位测点变为坏点，则THRSEL模块输出为其余2个好点的平均值；若有2个汽包水位测点变为坏点，则THRSEL模块输出为剩余1个好点的测量值；如果三个都为坏点，则输出不变，保持为变坏点前测量值。THRSEL模块的输出为汽包水位测量值PV，它与通过模拟量设定模块A设定的汽包水位设定值SP经过减法模块DEV1求差值，差值送至PID1（比例-积分-微分）运算模块进行运算，PID1的输出值即为串级控制第二级的给水流量设定值SP，它与给水流量测量值PV经过减法模块DEV2求差值，差值送至PID2（比例-积分-微分）运算模块进行调节控制。机组正常运行时，汽动给水泵A/B保持出力平衡运行；电动给水泵此时为备用状态，实际出力为0。PID2模块的输出送至增益平衡模块Banlance中进行平衡运算，然后送至A/B汽动给水泵中进行实际控制；Banlance模块具有自平衡功能，即当A/B汽动给水泵一台“自动”（Auto），一台“手动”（Man）时，“手动”侧汽动给水泵指令的变化值会自动通过Banlance在“自动”侧汽动给水泵指令上反向变化、幅值相等，这样能保证总的泵出力不变，进而保证水位的稳定。当发生任一一台汽动给水泵故障时，联启电动给水泵以确保汽包水位稳定。但对在任一一台汽动给水泵故障时，汽动给水泵和电动给水泵如何具体控制方面，尚未有定案。一般是，机组的集控运行人员根据汽动给水泵的运行情况，定时手动的将电动给水泵的指令值设置在一合适值上，非实时变化值，因此当发生故障时，会造成电动给水泵的指令值不合适，造成汽包水位波动剧烈，对机组安全运行造成重大影响。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种火电机组给水系统优化控制方法，该控制方法可在任一一台汽动给水泵故障时，迅速对电动给水泵进行调节，保证给水流量迅速恢复，有效降低汽包水位波动幅度，确保压力、温度、负荷等重要参数的稳定，防止机组出现出力下降、非停等问题，从源头上保障电网安全稳定运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：