[发明专利]考虑锅炉金属蓄热的二次再热机组蒸汽温度控制方法

说明书

本发明提出了一种考虑锅炉金属蓄热的二次再热机组蒸汽温度控制方法，在不同稳态负荷下，对各设备金属壁温进行测量、记录，计算出锅炉金属蓄热设定值，建立负荷与锅炉金属蓄热设定值的关系；以10％THA为间隔，建立主、再热蒸汽设备蓄热变化量之比与变负荷范围的关系，将其记为f(x)；在变负荷过程中，将金属实时蓄热量与蓄热设定值之差通过PID控制器调试得出煤量补偿值，将其与机组DCS中的煤量指令相加得到煤量新值；当蓄热变化引起煤量补偿时，通过f(x)运算，烟气再循环量得到相应的补偿；本发明方法在变负荷过程中通过煤量补偿、烟气再循环量补偿的控制方法，可明显改善二次再热机组变负荷过程中主、再热蒸汽质量，提高机组运行经济性，且本发明方法实现方法简单，投资低。

技术领域

本发明属于火电厂热工控制技术领域，具体涉及二次再热火电机组主、再热蒸汽温度控制。

背景技术

在燃煤机组追求大容量、高参数的过程中，二次再热机组以其良好运行特性以及较低的污染排放问题成为主要发展方向之一。然而，由于可再生能源消纳以及用户需求变化，二次再热机组不仅需要承担基本负荷，还面临频繁调峰问题。二次再热机组由于其参数高，设备多，流程复杂等特点，其热惯性较大。在变负荷过程中，金属壁温会出现超温与欠温严重的情况，蒸汽温度难以精确控制。因此，发展高效、宽调比的二次再热机组温度控制技术显得尤为重要。

蓄热是反映系统热惯性的重要指标。考虑到瞬态过程与对应稳态过程下的蓄热量差异，对进入锅炉的热量即煤量进行修正，可充分利用锅炉金属蓄热，改善机组运行过程中的经济性。由于加热主、再热蒸汽的设备蓄热变化量比例不同，故当蓄热引起煤量变化时，再循环烟气量做出相应的调整，合理分配用于加热主、再热蒸汽的热量，改善主、再热蒸汽品质。将金属蓄热引入二次再热机组温度控制系统可以提高其运行过程中的安全性、经济性。

发明内容

本发明针对二次再热锅炉惯性大、蓄热多的特点，从锅炉瞬态特性与静态特性的本质差异中出发，旨在寻觅出从根本上改善二次再热锅炉主、再热蒸汽的参数品质的控制方法。本发明的目的是提供一种考虑锅炉金属蓄热的二次再热火电机组蒸汽温度控制方法，确保变负荷过程中锅炉输出主、再热蒸汽的品质，使锅炉的实际输出主、再热蒸汽温度波动范围小，提高运行过程中的安全性与经济性。，即锅炉参数控制更加精准。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

考虑锅炉金属蓄热的二次再热机组蒸汽温度控制方法，具体步骤如下：

(1)锅炉金属蓄热量的计算

测量不同负荷下，锅炉不同设备的金属壁温T_i，i为设备编号；设备金属面的蓄热量计算如下：

Q_i＝M*c_M*(T_i-T₀)

式中：Q_i为设备金属面的蓄热量，当机组处于稳态负荷时，Q_i为此负荷下设备金属面蓄热设定值，当机组处于变负荷时，Q_i为设备金属面实时蓄热量，kJ；T₀是环境温度，℃；M为金属的质量，kg；c_M是金属比热容，kJ/(kg·℃)；

主蒸汽设备的总蓄热量：

再热蒸汽设备的总蓄热量：

锅炉金属蓄热量为:

Q_T＝Q_L+Q_R