[实用新型]一种火电机组燃料量自动控制系统

说明书

本实用新型公开了一种火电机组燃料量自动控制系统，该系统锅炉炉膛，设置在锅炉炉膛内的锅炉受热面管道，通过给煤管道与锅炉炉膛入口连接的给煤机，通过蒸汽管道与锅炉炉膛出口连接的汽轮机，与汽轮机同轴连接的发电机，给煤管道和蒸汽管道上分别设置燃料流量表和蒸汽压力表，发电机的输出端设置电功率表，还包括火电机组燃料量控制模块，其输入端连接燃料流量表、蒸汽压力表和电功率表，输出端连接给煤机的输入端用于控制进入锅炉的燃料量；本实用新型可实现燃料量控制从锅炉点火到火电机组发电机带负荷运行全过程自动控制，并能有效避免超调现象，维持锅炉蒸汽压力稳定，可减少火电机组超温超压风险，保证火电机组安全运行。

技术领域

本实用新型属于火力发电厂的自动控制领域，涉及火电机组锅炉燃料量的自动控制。具体涉及一种基于蒸汽压力状态、可实现燃料量控制从锅炉点火到火电机组发电机带负荷运行的火电机组燃料量自动控制系统。

背景技术

火力发电厂的锅炉是一种能量转换设备。进入锅炉的燃料与风在锅炉炉膛混合后燃烧，加热锅炉受热面管道内的水，产生具有一定热能的蒸汽。锅炉包括锅和炉两大部分。锅的原义指在火上加热的盛水容器，此处指锅炉受热面管道。炉指燃烧燃料的场所，此处特指锅炉炉膛。水进入锅炉以后，在锅炉受热面管道将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的水蒸汽。在锅炉燃烧设备部分，燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。锅炉中产生蒸汽进入汽轮机将热能转换为机械能，并通过与汽轮机连接的发电机将机械能转换为电能。

进入锅炉的燃料量是火力发电厂控制的重要调节对象。在锅炉点火阶段，通过点火装置将进入炉膛的初始燃料点燃，并缓慢增加燃料量。随着燃料燃烧不断放出热量，加热锅炉受热面管道的水生成蒸汽。随着进入炉膛的燃料量增加，锅炉受热面管道产生的蒸汽也不断增加，锅炉受热面出口管道的蒸汽压力也不断增加。此阶段称为锅炉升温升压阶段。

锅炉受热面管道出口蒸汽的压力达到汽轮机的冲转压力后，锅炉升温升压阶段结束，进入汽机冲转阶段。此时蒸汽进入汽轮机，带动汽轮机转速不断升高，直至汽轮机转速达到3000rpm。之后发电机并网发电，为了保证锅炉产生的蒸汽量能满足所需的发电机功率要求，需根据发电机功率变化，通过燃料量控制产生的蒸汽量维持合适的蒸汽压力。

火电机组燃料量通常以蒸汽压力为被控对象进行控制。由于锅炉点火后，锅炉蒸汽压力缓慢上升难以精确控制，故在火电机组并网前，通常由运行人员手动控制燃料量或设计为以一定速率增加燃料量的开环控制。在燃料量品质发生变化时，相同燃料量燃烧产生的热量不一样，会导致锅炉产生的蒸汽蒸发量不稳定，从而造成蒸汽压力的波动。

运行人员在机组并网后投入燃料量控制自动。通常用蒸汽压力为被调量的PID控制使蒸汽压力与发电机负荷保持一定关系。但由于燃料在锅炉燃烧加热水产生蒸汽，控制压力达到所需压力有较大延时，常规控制经常出现压力超调现象造成蒸汽压力的波动。

火电机组蒸汽压力的波动会导致运行人员频繁人为干预燃料量。由于不同压力的蒸汽做功能力不同，蒸汽压力的波动会引起机组发电机功率的波动。蒸汽压力的波动过大还会增加火电机组超温超压风险，影响火电机组安全运行。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于蒸汽压力状态控制火电机组燃料量的系统，可实现燃料量控制从锅炉点火到火电机组发电机带负荷运行全过程自动控制，并能有效避免常规PID控制经常出现的超调现象，维持锅炉蒸汽压力稳定。火电机组蒸汽压力的控制的稳定可减少火电机组超温超压风险，保证火电机组安全运行。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：