一种二次再热锅炉在变负荷过程中的蒸汽温度控制方法.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CN110360538A(43)申请公布日2019.10.22(21)申请号201910650570.8(22)申请日2019.07.18(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人严俊杰王朝阳刘明种道彤(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.F22B35/00(2006.01)F23N1/08(2006.01)G05B19/418(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种二次再热锅炉在变负荷过程中的蒸汽温度控制方法(57)摘要本发明公开了二次再热锅炉在变负荷过程中的蒸汽温度控制方法，1、收集锅炉干态不同运行负荷下，稳态运行工况下的锅炉各个受热面的温度，并将其转换成锅炉受热面总蓄热量；2、变负荷瞬态过程中，从机组DCS系统，提取各个锅炉瞬态受热面壁温，并通过温度-蓄热之间的转换关系，计算实时蓄热量；3、将负荷指令下锅炉受热面对应的稳态蓄热量变化率与锅炉受热面实时总蓄热变化率对比，将其差值除以给煤的低位发热量LHV作为锅炉实时给煤控制速率的前馈修正值4、将一、二次再热蒸汽温度的实时偏差值通过控制器处理后相加，作为负反馈修正值5、将锅炉负荷指令下的给煤指令与和相加，得到修正的给煤速率CN110360538ACN110360538A权利要求书1/1页1.一种二次再热锅炉在变负荷过程中的蒸汽温度控制方法，其特征在于：在变负荷瞬态过程中，将主蒸汽以及一、二次再热蒸汽出口温度控制与锅炉实时入炉煤速率相关联，进而从给煤速率控制的角度直接参与蒸汽温度的控制，主要包含以下几个步骤：步骤1)：收集锅炉干态不同运行负荷下，即30％-100％THA全工况中，稳态运行工况下的锅炉各个受热面的温度，进而将其转换成锅炉受热面总蓄热量Qt,l-c，并建立锅炉受热面总蓄热量Qt,l-c与负荷L一一对应的分段线性插值函数f1；步骤2)：变负荷瞬态过程中，从机组DCS系统，提取各个锅炉瞬态受热面壁温Ti,M，并通过温度-蓄热之间的转换关系，计算实时蓄热量Qt,r-t；步骤3)：将负荷指令下二次再热锅炉受热面对应的稳态蓄热量变化率与锅炉受热面实时总蓄热变化率对比，将其差值除以给煤的低位发热量LHV作为锅炉实时给煤控制速率的前馈修正值将一、二次再热蒸汽温度的实时偏差值通过控制器处理后相加，作为负反馈修正值步骤4)：将前馈修正值与负反馈修正值相加得到总修正值将与实时入炉煤速率相加，得到修正的入炉煤速率步骤5)：将修正的入炉煤速率输入到机组DCS系统，从给煤速率控制的角度，改变了实时的入炉煤速率；改变给煤速率是从锅炉烟风侧着手对蒸汽温度进行控制的手段，再结合锅炉汽水侧喷水减温调温手段，实现二次再热锅炉的蒸汽温度的精确控制。2.根据权利要求1所述的一种二次再热锅炉在变负荷过程中的蒸汽温度控制方法，其特征在于：应用于超临界或超超临界二次再热锅炉上，其基本燃料控制方式为煤跟水控制。2CN110360538A说明书1/3页一种二次再热锅炉在变负荷过程中的蒸汽温度控制方法技术领域[0001]本发明属于火电厂热工控制技术领域，具体涉及一种二次再热锅炉在变负荷过程中的蒸汽温度控制方法，为二次再热机组在参与调峰瞬态过程中，锅炉出口蒸汽温度的综合控制方法，既考虑了再热蒸汽温度的反馈，又考虑了锅炉受热面的蓄热变化前馈，从锅炉入炉煤速率进行修正控制，结合传统的喷水减温蒸汽温度控制手段，以保证机组在变负荷瞬态过程中的平稳运行。本发明可为频繁调峰电站采纳使用。背景技术[0002]近几年来，太阳能、风能等可再生资源发电的规模逐步发展壮大，但其发电功率易受到气候、天气和季节等自然因素的影响。这些特点致使可再生资源发电的并网给整个电网的安全平稳运行带来了新挑战。在中国，火电机组占据绝对规模优势，为平抑电网的负荷波动，火力发电机组频繁参与调峰变负荷任务。二次再热机组具有高效率、低排放等突出的优点，在火电装机规模中逐渐发展壮大。但二次再热锅炉，具有更多的受热面，其热惯性较同等级的一次再热锅炉更加明显，调峰变负荷瞬态过程中其大延迟、大惯性特点越发明显。在大范围、高速率变负荷瞬态过程中锅炉出口的蒸汽温度(特别是一、二次再热蒸汽温度)易发生频繁波动和大幅度超调现象。究其原因，在于不同运行工况下，锅炉受热面的蓄热存在差异，变负荷过程中，蓄热的差异不能及时弥补，最明显的表征就是锅炉出口蒸汽温度偏差较大。为解决此类问题，需从蓄热差异的机理出发，从给煤控制速率的角度解决蒸汽温度偏差较大的问题。给煤控制速率的修正基准是锅炉蓄热状态的差异大小，以及蒸汽出口温度的偏差大小。为使锅炉蒸汽出口温度在变负荷瞬态过程中得到精准的控制，本发明提