控制鍋爐鼓水平的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的主題涉及熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，并且更特別地，涉及控制熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的鍋爐鼓中的水位。
【背景技術(shù)】
[0002]熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)回收來(lái)自氣體流的熱，并且產(chǎn)生蒸汽，其用于渦輪。在HRSG中，熱氣體流過(guò)蒸發(fā)器，蒸發(fā)器將蒸發(fā)器中的液體水轉(zhuǎn)化成蒸汽。蒸汽供應(yīng)到蒸汽鼓，蒸汽鼓將加壓蒸汽供給到目的地，諸如蒸汽渦輪。通過(guò)監(jiān)測(cè)和控制HRSG中的液體水、蒸汽和加熱氣體的流量來(lái)管理HRSG的運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種控制蒸汽鼓中的水位的方法包括基于設(shè)備特性來(lái)預(yù)計(jì)蒸汽鼓中的瞬變，設(shè)備特性包括來(lái)自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構(gòu)造成控制從蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的蒸汽流。方法還包括產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)，以基于對(duì)蒸汽鼓中的瞬變的預(yù)計(jì)來(lái)控制水位。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括鼓鍋爐(其包括蒸汽鼓)、接收來(lái)自蒸汽鼓的水和來(lái)自燃?xì)鉁u輪的加熱氣體的蒸發(fā)器，以及在蒸發(fā)器和蒸汽鼓之間的提升部，提升部用來(lái)將蒸汽從蒸發(fā)器引導(dǎo)到蒸汽鼓。系統(tǒng)包括控制器，控制器構(gòu)造成通過(guò)基于設(shè)備特性預(yù)計(jì)蒸汽鼓中的瞬變來(lái)控制蒸汽鼓中的水位，設(shè)備特性包括來(lái)自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構(gòu)造成控制從蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的蒸汽流，以及基于對(duì)瞬變的預(yù)計(jì)來(lái)產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)設(shè)備控制器包括構(gòu)造成存儲(chǔ)設(shè)備特性和滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)轉(zhuǎn)移函數(shù)的存儲(chǔ)器和處理器。處理器構(gòu)造成基于設(shè)備特性來(lái)預(yù)計(jì)HRSG的蒸汽鼓中的瞬變，設(shè)備特性包括來(lái)自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構(gòu)造成控制從蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的蒸汽流。處理器進(jìn)一步構(gòu)造成產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)，以基于對(duì)瞬變的預(yù)計(jì)來(lái)控制蒸汽鼓中的水位。
[0006]方案1:一種控制熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)設(shè)備的蒸汽鼓中的水位的方法，包括:
基于設(shè)備特性來(lái)預(yù)計(jì)蒸汽鼓中的瞬變，設(shè)備特性包括來(lái)自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構(gòu)造成控制從蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的蒸汽流；以及基于預(yù)計(jì)瞬變來(lái)產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)以控制水位。
[0007]方案2:根據(jù)方案I的方法，其中，預(yù)計(jì)瞬變包括對(duì)轉(zhuǎn)移函數(shù)提供設(shè)備特性和HRSG設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)移函數(shù)根據(jù)蒸汽鼓中的流體的溫度和壓力中的一者或兩者，將蒸汽鼓的收縮和膨脹考慮在內(nèi)。
[0008]方案3:根據(jù)方案I的方法，其中，方法進(jìn)一步包括:
產(chǎn)生第一設(shè)定點(diǎn)，第一設(shè)定點(diǎn)具有設(shè)定點(diǎn)模型，設(shè)定點(diǎn)模型接收下者作為輸入:蒸汽流、提供給蒸汽鼓的給水的給水溫度、氣體燃料溫度和氣體燃料流；
基于蒸汽流和鼓壓力來(lái)確定蒸汽鼓中的期望水位；以及
選擇滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和第一設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)，以基于滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和第一設(shè)定點(diǎn)與期望水位的比較，來(lái)控制蒸汽鼓中的水位。
[0009]方案4:根據(jù)方案3的方法，其中，基于由基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器產(chǎn)生的估計(jì)初始狀態(tài)來(lái)確定期望水位，基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器基于來(lái)自燃?xì)鉁u輪的排氣的排氣溫度、鼓壓力和蒸汽鼓中的水位來(lái)估計(jì)初始狀態(tài)。
[0010]方案5:根據(jù)方案3的方法，其中，選擇滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和第一設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)來(lái)控制蒸汽鼓中的水位將下者考慮在內(nèi):燃?xì)鉁u輪和包括蒸汽鼓的HRSG設(shè)備中的一者或兩者的構(gòu)件隨時(shí)間的推移而退化。
[0011]方案6:根據(jù)方案I的方法，其中，方法進(jìn)一步包括:
計(jì)算進(jìn)入到提升管中的熱耗率，提升管加熱通往蒸汽鼓的水，以產(chǎn)生蒸汽，基于鼓壓力的變化速率、蒸汽流、旁通閥的位置和燃?xì)鉁u輪負(fù)載來(lái)計(jì)算進(jìn)入到提升管中的熱耗率。
[0012]方案7:—種熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其包括:
鼓鍋爐，其包括蒸汽鼓、用以接收來(lái)自蒸汽鼓的水和來(lái)自燃?xì)鉁u輪的加熱氣體的蒸發(fā)器，以及蒸發(fā)器和蒸汽鼓之間的提升部，提升部用來(lái)將蒸汽從蒸發(fā)器引導(dǎo)到蒸汽鼓；以及控制器，其構(gòu)造成基于設(shè)備特性來(lái)預(yù)計(jì)蒸汽鼓中的瞬變，設(shè)備特性包括來(lái)自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構(gòu)造成控制從蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的蒸汽流，以及通過(guò)基于對(duì)蒸汽鼓中的瞬變的預(yù)計(jì)，產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)，來(lái)控制蒸汽鼓中的水位。
[0013]方案8:根據(jù)方案7的系統(tǒng)，其中，預(yù)計(jì)瞬變包括對(duì)轉(zhuǎn)移函數(shù)提供設(shè)備特性和HRSG設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)移函數(shù)根據(jù)蒸汽鼓的流體的溫度和壓力中的一者或兩者，將蒸汽鼓的收縮和膨脹考慮在內(nèi)。
[0014]方案9:根據(jù)方案7的系統(tǒng)，其中，控制器構(gòu)造成產(chǎn)生第一設(shè)定點(diǎn)，第一設(shè)定點(diǎn)具有設(shè)定點(diǎn)模型，設(shè)定點(diǎn)模型接收下者作為輸入:蒸汽流、提供給蒸汽鼓的給水的給水溫度、氣體燃料溫度和氣體燃料流，以基于蒸汽流和鼓壓力來(lái)確定蒸汽鼓中的期望水位，以及選擇滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和第一設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)，以基于滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和第一設(shè)定點(diǎn)與期望水位的比較，來(lái)控制蒸汽鼓中的水位。
[0015]方案10:根據(jù)方案9的系統(tǒng)，其中，基于由基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器產(chǎn)生的估計(jì)初始狀態(tài)來(lái)確定期望水位，基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器基于來(lái)自燃?xì)鉁u輪的排氣的排氣溫度、鼓壓力和蒸汽鼓中的水位來(lái)估計(jì)初始狀態(tài)。
[0016]方案11:根據(jù)方案9的系統(tǒng)，其中，選擇滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和第一設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)來(lái)控制蒸汽鼓中的水位將下者考慮在內(nèi):燃?xì)鉁u輪和包括蒸汽鼓的HRSG設(shè)備中的一者或兩者的構(gòu)件隨時(shí)間的推移而退化。
[0017]方案12:根據(jù)方案7的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
計(jì)算進(jìn)入到提升管中的熱耗率，提升管加熱通往蒸汽鼓的水，以產(chǎn)生蒸汽，基于鼓壓力的變化速率、蒸汽流、旁通閥的位置和燃?xì)鉁u輪負(fù)載，來(lái)計(jì)算進(jìn)入到提升管中的熱耗率。
[0018]方案13:—種熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)設(shè)備控制器，其包括:
存儲(chǔ)器，其構(gòu)造成存儲(chǔ)設(shè)備特性和滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)轉(zhuǎn)移函數(shù)；以及
處理器，其構(gòu)造成基于設(shè)備特性來(lái)預(yù)計(jì)HRSG設(shè)備的蒸汽鼓中的瞬變，設(shè)備特性包括來(lái)自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構(gòu)造成控制從蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的蒸汽流，以及產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)，以基于預(yù)計(jì)瞬變，來(lái)控制蒸汽鼓中的水位。
[0019]方案14:根據(jù)方案13的HRSG設(shè)備控制器，其中，處理器構(gòu)造成通過(guò)對(duì)滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)轉(zhuǎn)移函數(shù)提供設(shè)備特性和HRSG設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，來(lái)預(yù)計(jì)瞬變，滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)轉(zhuǎn)移函數(shù)根據(jù)蒸汽鼓中的流體的溫度和壓力中的一者或兩者，將蒸汽鼓的收縮和膨脹考慮在內(nèi)。
[0020]方案15:根據(jù)方案13的HRSG設(shè)備控制器，其中，存儲(chǔ)器構(gòu)造成存儲(chǔ)設(shè)定點(diǎn)模型，以及
處理器構(gòu)造成產(chǎn)生第一設(shè)定點(diǎn)，第一設(shè)定點(diǎn)具有設(shè)定點(diǎn)模型，設(shè)定點(diǎn)模型接收下者作為輸入:蒸汽