[发明专利]火电机组低温省煤器内烟温和水温自动控制系统及方法

权利要求书

1.一种火电机组低温省煤器内烟温和水温自动控制系统，其特征在于：包括依次连接的凝结水(1)、凝结水加压装置的凝结水泵(2)、凝结水加热装置的轴封加热器(3)、凝结水加热装置的8号低压加热器(4)及7号低压加热器(5)，安装在7号低压加热器(5)出口的低温省煤器水量调节阀(6)及与其相连的第一PID控制器(14)，至除氧器的凝结水加热装置的6号低压加热器(26)，安装于8号低压加热器(4)入口的低加入口取水调节阀(7)及与其相连的第二PID控制器(15)，安装于低温省煤器系统末端的升压循环泵(13)及与其相连的第三PID控制器(16)，安装于低温省煤器A出口的低温省煤器A出口烟气温度测点(8)，安装于低温省煤器B出口的低温省煤器B出口烟气温度测点(9)，安装于低温省煤器C出口的低温省煤器C出口烟气温度测点(10)，安装于低温省煤器D出口的低温省煤器D出口烟气温度测点(11)，安装于低加入口取水调节阀(7)出口的低温省煤器入口水温测点(12)。

2.根据权利要求1所述的一种火电机组低温省煤器内烟温和水温自动控制系统，其特征在于：所述第一PID控制器(14)的输入信号包括三路，第一路是需要控制调节的出口烟温温度，该控制对象经过小选控制器(17)选取出口烟温温度的最小值；第二路是出口烟温温度的控制设定值，通过低温省煤器出口烟温设定值(22)来实现，该设定值的实现方式是操作人员手动设定，出口烟温温度经过大选控制器(18)，选取烟温的最大值，大选控制器(18)输出的烟温最大值会通过加法器(19)，叠加到低温省煤器出口烟温设定值(22)上，形成最终进入PID控制器(14)的输入信号；第三路是机组负荷指令(21)的微分回路，通过第一微分控制器(20)来实现，最后进入第一PID控制器(14)的前馈部分；第一PID控制器(14)包括比例(P)、积分(I)控制作用。

3.根据权利要求1所述的一种火电机组低温省煤器内烟温和水温自动控制系统，其特征在于：所述第二PID控制器(15)的输入信号包括三路，第一路是低温省煤器入口水温测点(12)，作为第二PID控制器的控制对象；第二路是低温省煤器入口水温设定值(23)，该设定值的实现方式是操作人员手动设定；第三路是机组负荷指令(21)的微分回路，通过微分控制器(24)来实现，最后进入PID控制器(15)的前馈部分，PID控制器(15)包括比例(P)、积分(I)控制作用。

4.根据权利要求1所述的一种火电机组低温省煤器内烟温和水温自动控制系统，其特征在于：所述第三PID控制器(16)的输入信号包括三路，第一路是低温省煤器入口水温测点(12)，作为该控制器的控制对象；第二路是低温省煤器入口水温设定值(23)，该设定值的实现方式是操作人员手动设定；第三路是机组负荷指令(21)的微分回路，通过第二微分控制器(25)来实现，最后进入PID控制器(16)的前馈部分，PID控制器(16)包括比例(P)、积分(I)控制作用。

5.根据权利要求1所述的一种火电机组低温省煤器内烟温和水温自动控制系统，其特征在于：所述低温省煤器A出口烟气温度测点(8)、低温省煤器B出口烟气温度测点(9)、低温省煤器C出口烟气温度测点(10)和低温省煤器D出口烟气温度测点(11)均布置三个测点，所述低温省煤器入口水温测点(12)布置两个测点。

6.权利要求1至5任一项所述的火电机组低温省煤器内烟温和水温自动控制系统的工作方法，其特征在于：机组正常运行时，主给水回路通过来自热井的凝结水(1)，依次经过凝结水泵(2)和轴封加热器(3)对其加压、加温，再经过8号低压加热器(4)及7号低压加热器(5)对其继续加热，加热后的凝结水进入低温省煤器水量调节阀(6)的调节，最后通过6号低压加热器(26)的加热后进入除氧器；进入低温省煤器系统对烟温进行冷却的水分别取自8号低压加热器(4)入口，其温度比烟气温度及低温省煤器内的出水温度均低；7号低压加热器(5)出口，其温度比8号低压加热器(4)入口的温度高，通过低温省煤器水量调节阀(6)、低加入口取水调节阀(7)及升压循环泵(13)的共同调节，来满足机组对烟温的需求；对烟温进行降温后的水经低温省煤器系统循环后，在6号低压加热器(26)前，汇入回主给水系统，随后进入除氧器。

7.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于：所述低温省煤器水量调节阀(6)、低加入口取水调节阀(7)及升压循环泵(13)的共同调节方法为：其中，低温省煤器水量调节阀(6)调节对象为低温省煤器出口烟温，低加入口取水调节阀(7)及升压循环泵(13)共同调节省煤器入口水温；

用低温省煤器水量调节阀(6)来控制各低温省煤器的出口烟温，四个低温省煤器出口均布置有多个烟气测点，对多个测点进行取中值处理；考虑烟气长期低温运行，会对管壁造成低温腐蚀的问题，所以将经过筛选出的四个出口烟气温度测点经过小选控制器(17)，得出最小烟温值作为第一PID控制器(14)的被控制对象，出口烟温温度的控制设定值为低温省煤器出口烟温设定值(22),该设定值的实现方式是操作人员手动设定；第一PID控制器(14)调节包括比例(P)作用、积分(I)作用，当低温省煤器出口烟温最小值升高时，低温省煤器烟温实际最低值与低温省煤器出口烟温设定值(22)信号之间出现正偏差，使PID控制器(14)的比例(P)作用、积分(I)作用开始动作，发出关低温省煤器水量调节阀(6)动作的指令，通过降低水温来降低烟气温度；同样，当低温省煤器出口烟温最小值降低时，低温省煤器烟温实际最低值与低温省煤器出口烟温设定值(22)信号之间出现负偏差，使PID控制器(14)的比例(P)作用、积分(I)作用开始动作，发出开低温省煤器水量调节阀(6)动作的指令，通过提高水温来提高烟气温度；

为防止出口烟温的最大值偏高，将经过筛选出的四个出口烟气温度测点经过大选控制器(18)，得出最大烟温值，异常工况时，当低温省煤器最大烟温值大于低温省煤器出口烟温设定值(22)3℃--6℃时，对低温省煤器出口烟温设定值(22)通过加法器(19)进行向下小幅度修正处理，形成最终的低温省煤器出口烟温控制设定值来进入调节；

考虑机组负荷指令(21)变化工况，会通过微分控制器(20)的作用，来提前动作低温省煤器水量调节阀(6)指令；机组负荷指令(21)升高时，烟气量及烟气温度都会升高，这时微分控制器(20)会直接给出关低温省煤器水量调节阀(6)的指令来维持温度的稳定；当机组负荷指令(21)降低时，烟气量及烟气温度都会降低，这时微分控制器(20)会直接给出开低温省煤器水量调节阀(6)的指令来维持温度的稳定；

最后，考虑到低温省煤器水量调节阀(6)是除氧器上水的主要调节阀，必须保证整个机组有足够的给水流量，设计最小流量保护环节，当实际给水流量低于预置的给水流量值时，该低温省煤器水量调节阀(6)禁止继续关闭；

用升压循环泵(13)及低加入口取水调节阀(7)共同调节低温省煤器入口水温，低温省煤器入口水温测点(12)布置多个测点，对多个测点取平均值处理；当机组在低负荷段运行时，入口水温较低，这时通过升压循环泵(13)来进行调节，调节采用第三PID控制器(16)调节，包括比例(P)作用、积分(I)作用，当低温省煤器入口水温测点(12)升高时，低温省煤器实际入口水温温度与低温省煤器入口水温设定值(23)信号之间出现正偏差，使PID控制器(16)的比例(P)作用、积分(I)作用开始动作，发出关升压循环泵(13)动作的指令，来满足水温的需求；同样，当低温省煤器入口水温测点(12)降低时，低温省煤器实际入口水温温度与低温省煤器入口水温设定值(23)信号之间出现负偏差，使PID控制器(16)的比例(P)作用、积分(I)作用开始动作，发出开升压循环泵(13)动作的指令，来满足水温的需求；

同时，当机组负荷指令(21)变化时，也会通过微分控制器(25)的作用，来提前动作升压循环泵(13)的指令，来满足温度需求；机组负荷指令(21)升高时，烟气量及烟气温度都会升高，这时微分控制器(25)会直接给出关升压循环泵(13)的指令，来满足温度需求；当机组负荷指令(21)降低时，烟气量及烟气温度都会降低，这时微分控制器(25)会直接给出开升压循环泵(13)的指令，来满足温度需求；

当机组在由低负荷转向高负荷段运行时，随着水温的上升，升压循环泵(13)会逐渐关闭，当关到5％开度后，低温省煤器入口水温测点(12)如果仍然高于低温省煤器入口水温设定值(23)，这时表明升压循环泵(13)已经没有调节余量，系统自动切换到低加入口取水调节阀(7)来继续调节低温省煤器入口水温测点(12)；调节采用第二PID控制器(15)调节，包括比例(P)作用、积分(I)作用；

当低温省煤器入口水温测点(12)升高时，低温省煤器实际入口水温温度与低温省煤器入口水温设定值(23)信号之间出现正偏差，使PID控制器(15)的比例(P)作用、积分(I)作用开始动作，发出开低加入口取水调节阀(7)动作的指令，来满足水温的需求；同样，当低温省煤器入口水温测点(12)降低时，低温省煤器实际入口水温温度与低温省煤器入口水温设定值(23)信号之间出现负偏差，使PID控制器(15)的比例(P)作用、积分(I)作用开始动作，发出关低加入口取水调节阀(7)动作的指令，来满足水温的需求；

同时，当机组负荷指令(21)变化时，也会通过微分控制器(24)的作用，来提前动作低加入口取水调节阀(7)指令，来满足温度需求；机组负荷指令(21)升高时，烟气量及烟气温度都会升高，这时微分控制器(24)会直接给出开低加入口取水调节阀7的指令，来满足温度需求；机组负荷指令(21)降低时，烟气量及烟气温度都会降低，这时微分控制器(24)会直接给出关低加入口取水调节阀(7)的指令，来满足温度需求；

当机组在由高负荷转向低负荷段运行时，低加入口取水调节阀(7)逐渐关闭，当关到下限后，低温省煤器入口水温测点(12)如果仍然低于低温省煤器入口水温设定值(23)，这时表明低加入口取水调节阀(7)已经没有调节余量，系统自动切换到升压循环泵(13)来继续调节低温省煤器入口水温测点(12)。