[发明专利]二次再热直流锅炉-汽轮机DBC协调控制系统

摘要

本发明公开了一种二次再热直流锅炉-汽轮机协调控制系统的实现方法，该方法通过对二次再热汽轮机对锅炉能量需求的能量指令信号和分别代表二次再热直流锅炉能量和质量平衡的热量信号及燃水比信号构成的双向直接能质平衡协调控制系统，实现了单元机组的动态解耦控制，同时，考虑到二次再热机组的复杂特性，设计了锅炉特征点热量的动态加权补偿、汽机压力校正以及非对称约束自适应校正等补偿环节，有效地提高了带二次再热的火电厂单元机组的调节品质。

主权项

1.一种二次再热直流锅炉-汽轮机DBC协调控制系统，其特征在于：分别采用直接能量平衡机理实现其汽轮机功率调节回路(1)与锅炉燃烧调节回路(3)间的动态解耦；采用直接质量平衡机理实现其汽轮机功率调节回路(1)与锅炉给水调节回路(2)间的动态解耦，同时，当动态过程出现机炉能量或质量失衡时，非对称约束回路(4)将对上述回路中的相关信号进行限幅，具体是按照以下步骤实现的：步骤(一)：汽轮机功率调节回路(1)的控制输入为机组功率指令信号ULD和机组实际功率N_T之差ΔN_T＝ULD-N_T，即：汽轮机功率指令μ_T＝PID (ΔN_T-f(H_M))其中，PID(ΔN_T-f(H_M))是汽轮机功率调节回路(1)的比例-积分-微分控制器，f(H_M)为机侧能量修正系数，H_M为锅炉蒸发受热面焓增；步骤(二)：选取汽轮机一级压力P₁、二次再热直流锅炉各受热面焓或焓增H_i的微分、锅炉中间点压力P_M的微分诸项之和作为锅炉的热量信号Q_B，并将其与代表汽轮机对锅炉能量需求的能量指令信号D_Q＝P_S×ΔP_R×P₁/P_T相比较，作为锅炉燃烧调节回路(3)的控制输入，即：锅炉燃烧率指令μ_B＝PID (φ+f(ULD)-B)φ＝D_Q-Q_B其中，PID(φ+f(ULD)-B)是锅炉燃烧调节回路(3)的比例-积分-微分控制器，φ为直接能量平衡信号，P₁为汽轮机高压缸调节级压力，也称为一级压力；P_T和P_S分别是汽轮机机前压力及其设定点，ΔP_R为反映再热压力和汽轮机排汽压力变化的能量指令修正系数；B为锅炉给煤量信号；K_i和K_P分别是二次再热直流锅炉的工质蓄热系数和金属蓄热系数；f(ULD)为机组功率指令前馈；步骤(三)：以锅炉燃水比信号δ作为机组的直接质量平衡信号，其输入为汽轮机功率指令μ_T，即锅炉给水调节回路(2)为：锅炉给水流量指令μ_W＝PID(δ(μ_T)-D+f(ΔP_T))其中：PID(δ(μ_T)-D+f(ΔP_T))是锅炉给水调节回路(2)的比例-积分-微分控制器，δ(μ_T)是锅炉燃水比信号，D是锅炉给水流量，f(ΔP_T)是压差修正系数，ΔP_T＝P_S-P_T；步骤(四)：当能量与质量失衡时，非对称约束回路(4)将对锅炉的工质蓄热系数K_i进行限幅，从而动态自适应调整各微分项dH_i/dt的作用强度。