[发明专利]变负荷工况下超临界直流炉给水修正量的全程控制方法

说明书

本发明涉及一种变负荷工况下超临界直流炉给水修正量的全程控制方法，包括：获取典型工况点下中间点温度修正给水量控制回路PID控制器最优参数；基于典型工况点PID控制器最优参数，通过分散控制系统组态得到其他工况点的PID近似最优参数，进行给水修正量在任意工况点的近似最优控制。本发明解决了中间点温度修正给水流量控制回路在机组运行的全负荷范围内PID控制器最优参数值的自动整定问题，克服了具有大迟延、大惯性、时变性和耦合性的超临界机组随着负荷变化而导致主蒸汽温度控制不稳定，锅炉水煤比失衡，给水流量不精确的问题，大幅度提高了水煤比的调节品质，减少了机组在负荷大幅度变化情况下易出现水煤比失衡，运行人员干预过多的现象。

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种变负荷工况下超临界直流炉给水修正量的全程控制方法。

背景技术

超临界机组以其效率高、煤耗低、污染小和负荷适应性好成为我国目前电力行业大力发展的主力机组。超临界机组只能采用直流锅炉，没有汽包，工质水在给水泵压头的作用下，经过省煤器、水冷壁、过热器等受热面一次性地将水变成水蒸气并推动汽轮机做功。超临界机组的直流锅炉各个系统间关联紧密，具有很强的耦合性，当给水量和燃料量失衡时，对汽温、负荷有着显著的影响。因此非常有必要的对超临界机组的全程给水控制策略进行深入探讨。

锅炉蒸汽参数的稳定取决于汽轮机功率与锅炉蒸发量的平衡以及燃料量与给水量的平衡。对于超临界直流锅炉来讲，由于没有汽包的蓄热缓冲，给水流量在较短延迟后将直接反映于蒸汽流量，因此锅炉吸热量与汽轮机耗汽量的平衡关系将转变为吸热量与给水量的平衡，对燃煤机组而言就是给煤量和给水量的平衡，即水煤比。只要保持变负荷过程中这一能量平衡关系稳定，汽轮机和锅炉将处于平衡的协调状态。因此，直流锅炉在稳定运行工况，水煤比必须维持不变，以保证过热器出口蒸汽温度为设计值。而在变工况下，水煤比必须按照一定规律改变，这样既充分利用锅炉蓄热，又按要求增减燃料，使锅炉热负荷与新的机组负荷相适应。水煤比控制分离器出口蒸汽过热度(中间点温度)是整个直流锅炉控制的核心，因为中间点温度既能快速反映燃料量的变化，又不受减温水流量变化的影响。另外，在直流模式下，分离器出口蒸汽温度处于过热状态，温度测量的准确性、灵敏度比较高。通过控制过热度的偏差修正锅炉燃料量和给水流量的配比。

目前，水煤比控制可分为煤跟水和水跟煤2种控制策略。采用煤跟水控制策略时，升降负荷过程中过热度波动较大，水冷壁超温现象严重，容易出现水冷壁频繁结焦和频繁爆管的情况，主蒸汽温度波动较大，不利于主蒸汽温度的控制。因此目前机组绝大多数都采用水跟煤的控制策略，水煤比输出用于修正给水流量的设定。燃料主控制器的设定值由2部分组成：锅炉主控指令经函数转换来的基本燃料量指令和变负荷前馈来的燃料量指令。给水流量指令包括3部分：锅炉主控指令经函数转换来的基本给水流量指令；变负荷前馈来的给水流量指令；水煤比控制来的给水流量指令(修正量)。对于给水修正量来讲，常规控制方法都是基于PID控制器，通过理论计算或者专家经验调试得到一组合适的PID控制器参数，使其与被控对象的参数相匹配，从而得到一个稳定的且控制性能良好的闭环控制系统。从工程上来讲，PID控制器参数的物理意义清楚并且容易在线调整，因此得到了广泛的应用。但是PID控制器参数都是锅炉在特定负荷下整定得到的一组特定值，被控系统参数(增益、滞后时间和惯性时间)随机组运行工况变化比较明显，当负荷工况发生较大变化时，按照固定负荷设计的PID参数很难取得满意的控制效果。因此需要一种新的变负荷工况下超临界直流炉给水修正量的全程控制方法，能够在机组负荷大范围变化的情况下，及时有效地修正给水流量，保证机组负荷变动过程中处于最佳水煤比过程中，保证机组安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种变负荷工况下超临界直流炉给水修正量的全程控制方法，以解决给水控制系统当机组负荷发生变化时，控制系统的PID参数不能适应于其他工况点的中间点温度修正给水流量控制问题。

本发明提供了一种变负荷工况下超临界直流炉给水修正量的全程控制方包括：