基于壁温预测的燃煤机组水冷壁超温控制系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112097232A(43)申请公布日2020.12.18(21)申请号202011100907.7F22B37/47(2006.01)(22)申请日2020.10.15(71)申请人西安热工研究院有限公司地址710032陕西省西安市碑林区兴庆路136号申请人西安西热控制技术有限公司(72)发明人王明坤高林王林侯玉婷周俊波郭亦文卢彬赵章明(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人何会侠(51)Int.Cl.F22B1/22(2006.01)F22B35/00(2006.01)F22B37/38(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称基于壁温预测的燃煤机组水冷壁超温控制系统及方法(57)摘要基于壁温预测的燃煤机组水冷壁超温控制系统及方法，该系统一方面结合实际测量信号进行易超温水冷壁壁温最大值预测，并将其与限幅模块、限速模块结合，实现预测值参与超温控制；另一方面，将水冷壁壁温实测壁温信号也与限幅模块、限速模块结合实现实测值参与控制方案；本发明针对易超温的水冷壁壁温进行的实时测量监视、壁温的提前预测与主动抑制调节，通过二次风门燃料风、辅助风的精确控制以及分离器出口温度的设定，有效的解决了锅炉低负荷运行工况下，火焰充满程度不足等燃烧方面的因素以及水冷壁各循环回路汽水流量分配偏差等锅炉水循环的安全性因素发生的水冷壁超温的问题，有效避免射流偏斜引起的偏烧问题及超温爆管风险。CN112097232ACN112097232A权利要求书1/2页1.基于壁温预测的燃煤机组水冷壁超温控制系统，其特征在于：锅炉给水流经省煤器(1)并流经水冷壁下集箱(2)，随后依次流经螺旋水冷壁(3)、垂直水冷壁(4)，最后汇集至水冷壁排管出口集箱(5)，从而与汽水分离器(6)完成水冷壁换热。所述系统包括省煤器(1)出口布置的省煤器出口温度传感器(7)，螺旋水冷壁(3)上均匀布置的多个螺旋水冷壁壁温热电偶传感器(8)，垂直水冷壁(4)上均匀布置的多个垂直水冷壁壁温热电偶传感器(9)，在汽水分离器(6)出口处布置的汽水分离器出口温度传感器(10)；省煤器出口温度传感器(7)与省煤器出口温度存储模块(12)的输入端连接，多个螺旋水冷壁壁温热电偶传感器(8)与螺旋水冷壁温度平均值计算存储模块(13)的输入端连接，多个垂直水冷壁壁温热电偶传感器(9)与垂直水冷壁温度最大值计算存储模块(14)的输入端连接；省煤器出口温度存储模块(12)、螺旋水冷壁温度平均值计算存储模块(13)、垂直水冷壁温度最大值计算存储模块(14)、机组负荷数据存储模块(15)、煤量数据存储模块(16)、一次风压数据存储模块(17)和二次风风量数据存储模块(18)的输出端与水冷壁壁温预测计算模型(19)的输入端相连，水冷壁壁温预测计算模型(19)的输出端与壁温预测值限幅模块(20)和壁温预测值温升速率限速模块(21)的输入端相连，壁温预测值限幅模块(20)和壁温预测值温升速率限速模块(21)的输出端与第一或模块(22)的输入端相连；垂直水冷壁壁温热电偶传感器(9)与壁温当前值限幅模块(23)和壁温当前值温升速率限速模块(24)的输入端相连，壁温当前值限幅模块(23)和壁温当前值温升速率限速模块(24)的输出端与第二或模块(25)的输入端相连；将第一或模块(22)和第二或模块(25)的输出端分别与汽水分离器出口温度设定值模块(26)和二次风门控制模块(27)的输入端相连，汽水分离器出口温度设定值模块(26)与汽水分离器(6)出口相连，给出汽水分离器出口温度设定值；二次风门控制模块(27)的输出端连接锅炉四周二次风门挡板(11)，给出锅炉四周二次风门挡板(11)的偏置指令。2.根据权利要求1所述的基于壁温预测的燃煤机组水冷壁超温控制系统，其特征在于：燃煤机组水冷壁是敷设在炉膛四周由多根并联管组成的蒸发受热面，其下部水冷壁及灰斗采用螺旋管屏，即螺旋水冷壁(3)，上部水冷壁为垂直管屏，即垂直水冷壁(4)。3.根据权利要求1所述的基于壁温预测的燃煤机组水冷壁超温控制系统，其特征在于：由于螺旋水冷壁在炉膛四周分布均匀，因此螺旋水冷壁壁温热电偶传感器(8)均匀分布在炉膛的四周炉墙，在左侧墙、右侧墙、前墙、后墙各布置有多个；由于后墙垂直水冷壁吊挂管较少，因此垂直水冷壁壁温热电偶传感器(9)在左侧墙、右侧墙、前墙布置的测点较多，后墙布置的测点较少。4.权利要求1至3任一项所述的基于壁温预测的燃煤机组水冷壁超温控制系统的控制方法，其特征在于：将省煤器出口温度传感器(7)测量的温度信号送入省煤器出口温度存储模块(12)进行数据存储，将螺旋水冷壁壁温热电偶传感器(8)测量的多个螺旋水冷壁温度信号送入螺旋水冷壁