[发明专利]超超临界机组多次再热汽温控制策略验证系统及方法

说明书

技术领域：

本发明属于电站超超临界机组自动控制技术领域，具体涉及一种超超临界机组多次再热汽温控制策略验证系统及方法。

背景技术

我国“富煤、贫油、少气”的资源特点，决定了燃煤发电在我国能源结构中的主要地位。面对我国经济高速发展,电力需求和环境保护的巨大压力对我国节能减排提出了新的要求，而提高火电厂的发电效率，减少发电煤耗，超超临界二次再热技术的应用将是从源头上降低烟气污染物和二氧化碳排放的最有效手段；而且随着二次再热技术的发展成熟，也可能会出现三次再热技术。然而超超临界二次再热机组汽水流程增长、锅炉对流受热面级数增加、布置更加复杂，机组的动静态响应特性发生较大变化，同时再热汽温超600℃已接近金属材料允许温度上限，再热汽温控制裕量减少，而且超超临界机组二次再热汽温的控制方法较一次再热机组变化较大。由于系统复杂，机、炉各控制回路如风、煤、给水、汽温及负荷控制之间存在很强的非线性耦合关系，而且再热汽温的变化影响因素较多。为确保超超临界二次再热机组的顺利投产和安全可靠运行，在实际机组调试、运行前，对依据理论分析和工程经验设计的二次再热汽温控制策略进行验证和优化，为实际机组建设提供参考数据和指导具有非常重要的意义，迫切需要研究一种有效和可靠的方法。

国内对超超临界一次中间再热机组控制策略研究，在机组投产前多停留在对部分控制回路和相关热力系统进行机理性建模和分析层面，往往假设和简化条件较多，局限在仅能提供趋势性指导。在机组投产后多采用对实际机组进行优化调整试验分析方法，但受到机组运行条件限制而不能随意、随时在大负荷范围进行试验，迄今还没有在机组建设初期针对实际工程应用的超超临界机组二次再热汽温控制策略验证系统及方法的研究。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种超超临界机组多次再热汽温控制策略验证系统及方法，在机组投入运行前通过超超临界机组多次再热汽温动态仿真环境，对超超临界机组多次再热汽温的控制逻辑(包括摆动燃烧器、烟气再循环、烟气挡板和喷水减温控制)进行验证和优化，为超超临界机组多次再热机组的调试和运行提供基础数据和指导，实现缩短机组调试时间、有效控制超超临界机组多次再热汽温在允许范围内，保证超超临界机组安全、经济和稳定运行的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超超临界机组多次再热汽温控制策略验证系统，包括主计算机1、I/O通讯软件7与主计算机1连接的虚拟控制站计算机3，所述主计算机1内为动态仿真环境模型2，虚拟控制站计算机3内为多次再热汽温控制逻辑4、虚拟控制器VDCS 5和人机界面6；I/O通讯软件7实现动态仿真环境模型2与虚拟控制站计算机3之间的实时数据通讯；所述主计算机1从虚拟控制站计算机3获得操作人员通过人机界面6下发的摆动燃烧器、烟气再循环、烟气挡板和喷水减温控制操作指令，并将计算结果包括：烟气再循环挡板开度、摆动燃烧器角度、烟气挡板开度和减温喷水流量、n次再热汽温和机组实时运行模拟参数反馈到虚拟控制站计算机3，形成闭环控制。

主计算机1以动态仿真环境模型2为核心，动态仿真环境模型2是全过程动态模拟的超超临界多次再热机组本体过程模型,实现对参照机组从冷态启动到满负荷工况、以及从满负荷工况到停止状态全过程实时动态模拟。

所述动态仿真环境模型2采用大型流体网络算法，在满足质量守恒定律、能量守恒定律、动量守恒定律的前提下，确保基于物理机理的模型的完整性、准确性和实时性；真实地模拟实际机组的各个物理过程，包括机组运行过程中的能量转化过程以及工质在不同温度和压力下的物理特性。

上述所述的一种超超临界机组多次再热汽温控制策略验证系统的验证方法，所述多次再热汽温控制逻辑4下装到虚拟控制器VDCS 5中，内容包括：烟气再循环挡板、摆动燃烧器、烟气挡板和喷水减温控制；具体步骤如下：

第1步：操作人员通过人机界面6设定超超临界再热机组总负荷；

第2步：多次再热汽温控制逻辑4通过通过I/O通讯软件7获取动态仿真环境模型2煤粉细度、氧量测量信号；