[发明专利]660MW超临界机组旁路控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种660MW超临界机组旁路控制系统的控制方法，控制系统包括1号管道、2号管道、3号管道和4号管道，所述的3号管道的尾端、2号管道的尾端和4号管道的头端三者通过减温减压器相连通，所述的1号管道的尾端与2号管道的头端相连通，所述的1号管道与2号管道间设有支管，所述的支管中设有蒸汽轮机；

所述的3号管道与减温减压器间、2号管道与减温减压器间、蒸汽轮机与支管间分别通过阀门控制；

所述的1号管道、2号管道、3号管道、4号管道、减温减压器、蒸汽轮机和阀门分别通过控制器控制；

所述的支管中设有1号阀门，所述的1号阀门与蒸汽轮机间设有1.1号阀门，所述的3号管道中设有3号阀门，所述的3号阀门与减温减压器间设有3.1号阀门，所述的2号管道中设有2号阀门；

所述的1号阀门为主阀门，所述的1.1号阀门为主汽调节阀，所述的3号阀门为高压减温水隔离阀，所述的3.1号阀门为高压减温水调节阀，所述的2号阀门为高压旁路阀，其特征在于按以下步骤进行：

控制方法包括甩负荷或者FCB发生时2号阀门阶跃开启开度控制，2号阀门开启的开度是：

通过蒸汽流量计算、旁路蒸汽焓值、甩负荷期间蒸汽平衡，实现甩负荷期间蒸汽通道的无扰切换，维持机组平衡，保持机组整体的稳定；

蒸汽流量平衡关系如公式(1)所述：

Q₁＝Q₂ (1)

其中Q₁为甩负荷前1号管道通过的蒸汽流量(t/h)，Q₂为甩负荷后2号管道通过的蒸汽流量(t/h)；Q₁与负荷以及调节级压力的关系：Q₁由调节级压力p₁计算获得,f(p₁)为未经温度修正的主蒸汽流量，如公式(2)所示；

而高压旁路阀后蒸汽流量Q₂(t/h)的数值与2号阀门开启的开度kn(％)，2号阀门前蒸汽温度T₂(K)，由于管道相邻，T₂与主蒸汽温度T₁数值相等，2号阀门前蒸汽压力p₂(MPa)，通过2号阀门蒸汽焓值E(J/kg)通过T₂(K)、p₂(MPa)查询可得，△P为2号阀门前后差压；

根据2号阀门流量计算有如公式(3)所示的关系：

Q₂＝kn*ΔP*p₂*[507*(0.03*E(T₂,p₂)-18.7)] (3)

当机组正常运行，2号阀门关闭，蒸汽由1号、1.1号阀门进入，维持汽轮机运行；当机组甩负荷时，1号、1.1号阀门瞬间快速关闭，2号阀门快速打开；

为了甩负荷期间机组的安全运行，避免机组出现剧烈波动，同时维持工质平衡，由以上公式(1)(2)(3)精确计算出2号阀门甩负荷期间瞬间阶跃开启的开度,如公式(4)所示：

p₁(MPa)为1.1号阀门后蒸汽压力，调节级压力，p₂(MPa)为2号阀门前蒸汽压力，T₁(K)为2号阀门前蒸汽温度，f(p₁)为与调节级压力对应的主蒸汽流量，未经温度修正，蒸汽焓值E(J/kg)通过T₁(K)、p₂(MPa)查询可得，△P为2号阀门前后差压；

为了更精准计算2号阀门开度，对f(p₁)做分段折线函数：

当p₁≤5.8时，f(p₁)＝600；

当5.8p₁≤7.5时，f(p₁)＝600+(p₁-5.8)*88.23,

当7.5p₁≤9.43时，f(p₁)＝750+(p₁-7.5)*129.53,

当9.43p₁≤11.18时，f(p₁)＝1000+(p₁-9.43)*114.28,

当11.18p₁≤12.52时，f(p₁)＝1200+(p₁-11.18)*111.94,

当12.52p₁≤13.56时，f(p₁)＝1350+(p₁-12.52)*144.23,

当13.56p₁≤16.8时，f(p₁)＝1500+(p₁-13.56)*133.93,

当16.8p₁≤17.64时，f(p₁)＝1800+(p₁-16.8)*119.05,

当17.64p₁≤18.73时，f(p₁)＝1900+(p₁-17.64)*90.1,

2.根据权利要求1所述的660MW超临界机组旁路控制系统的控制方法，其特征在于：

控制方法还包括2号阀门的控制目标压力的生成方法，蒸汽压力控制的设定值：

2号阀门阶跃开启至公式(4)计算的开度之后，进入自动控制模式，自动调节主蒸汽压力；锅炉负荷各个稳定点时，测试蒸汽压力，测试完毕取稳定时的均值，作为压力负荷对应的压力目标设定值p₄；p₄数值由锅炉负荷大小决定，是锅炉负荷的相关函数，经一阶惯性环节后作为高压旁路阀压力控制的设定值：

p₄＝f(L)*(1-e^-t/20) (5)

公式(5)中t为时间；

为了得到更精确的目标压力，对于负荷呈一定线性关系的目标压力p₄进行分段精确计算；计算后的数值作为甩负荷后高压旁路开启后自动控制的目标压力值设定值：

当L≤30时，p₄＝10.33*(1-e^-t/20)

当30L≤40时，p₄＝(10.33+0.305*(L-30))*(1-e^-t/20)；

当40L≤50时，p₄＝(13.38+0.282*(L-40))*(1-e^-t/20)；

当50L≤60时，p₄＝(16.2+0.273*(L-50))*(1-e^-t/20)；

当60L≤70时，p₄＝(18.93+0.302*(L-60))*(1-e^-t/20)；

当70L≤80时，p₄＝(21.95+0.186*(L-70))*(1-e^-t/20)；

当80L≤90时，p₄＝(23.81+0.019*(L-80))*(1-e^-t/20)；

当90L≤100时，p₄＝24；

给水泵汽轮机入口4号管道蒸汽压力P₄(MPa)的数值与锅炉负荷L呈一定的线性关系，为了得到精确的4号管道蒸汽压力数值，制定了分段函数计算，计算结果作为锅炉负荷对应下的4号管道蒸汽压力设定值；该设定值作为2号阀门阶跃开启后PID控制的压力设定参数；

当L≤30时，P₄＝0.58；

当30L≤40时，P₄＝0.58+(L-30)*0.006；

当40L≤50时，P₄＝0.62+(L-40)*0.006；

当50L≤60时，P₄＝0.68+(L-50)*0.008；

当60L≤70时，P₄＝0.76+(L-60)*0.011；

当70L≤80时，P₄＝0.87+(L-70)*0.013；

当80L≤90时，P₄＝1.00+(L-80)*0.012；

当90L≤95时，P₄＝1.12+(L-90)*0.022；

当95L≤100时，P₄＝1.23+(L-95)*0.022；

当L＞100时，P₄＝1.23；

上述压力设定值与实际蒸汽压力的偏差进入2号阀门PID控制模块运算，经运算输出指令直接控制2号阀门开度，控制蒸汽压力与甩负荷或FCB动作后的锅炉燃烧负荷相对应。