一種300mw機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種300MW機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法，該方法包括步驟：⑴將主蒸汽溫度與主蒸汽溫度設定值作差值運算求出差值A：T1－T2=A,其中，T1為主蒸汽溫度，T2為主蒸汽溫度設定值；⑵確立差值A與減溫水流量B之間的函數關系B=F(A)，這種函數關系的確定方法為通過具體記錄一定負荷下300MW機組所需減溫水流量的累積量以及過渡時間得到；⑶確立減溫水流量B與減溫水調整門開度C之間的關系；⑷將差值A與減溫水流量B、減溫水壓力與過熱蒸汽壓力之差P3以及調整門開度C一一對應，實現減溫水的最佳控制，本發(fā)明方法提高了調節(jié)品質及能源利用率，效果明顯，改方法可以應用到各種減溫控制的工藝中，應用市場廣泛。
【專利說明】—種300MW機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于熱工自動控制【技術領域】，，尤其是一種300麗機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法。
【背景技術】
[0002]鍋爐過熱蒸汽溫度是影響鍋爐生產過程安全性和經濟性的最重要的參數之一，過熱汽溫過高導致金屬溫度過高蠕脹增強，降低管道壽命，經常超溫可導致過熱器管道超溫爆管。過熱蒸汽溫度過低將會降低全廠熱效率，一般過熱器汽溫每降低5?10°C熱效率減低1%。因此要求對過熱蒸汽溫度的控制不超過額定值(給定值)的-10?+5°C?？刂茖ο蟮奶匦詾閼T性大、滯后大、非線性、強耦合的特點，另外影響過熱汽溫的因素很多例如鍋爐負荷、燃料量、煙氣擾動(啟停制粉)、減溫水量(給水壓力)等。穩(wěn)定、準確、快速的對過熱汽溫進行有效的控制是非常有必要的。
[0003]減溫水自動是鍋爐最難投的自動之一，減溫水自動的三個必要條件是:1、調節(jié)閥必須流量特性好，2、內漏量小，3、執(zhí)行器穩(wěn)定可靠。在三個必要條件的基礎上，如果投入PID調節(jié)，則容易產生積分飽和、易超調等弊端，目前缺少一種特別行之有效的方法去控制主蒸汽溫度。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種300MW機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的:
[0006]一種300MW機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法，包括以下步驟:
[0007]⑴將主蒸汽溫度與主蒸汽溫度設定值作差值運算求出差值A:T1 - T2=A,其中，Tl為主蒸汽溫度，T2為主蒸汽溫度設定值；
[0008]⑵確立差值A與減溫水流量B之間的函數關系B=F(A)，這種函數關系的確定方法為通過具體記錄一定負荷下300MW機組所需減溫水流量的累積量以及過渡時間得到；
[0009]⑶確立減溫水流量B與減溫水調整門開度C之間的關系；
[0010]⑷將差值A與減溫水流量B、減溫水壓力與過熱蒸汽壓力之差P3以及調整門開度C 一一對應，實現減溫水的最佳控制，其具體步驟如下:
[0011]①確定機組當時負荷FH，以及當時機組主蒸汽溫度與設定值之間的差值A ;
[0012]②依據上述兩個數據，確定要計算的函數B=F(A),計算出B值；
[0013]③根據P3的大小，確定插值計算的表格，根據B值計算出C值；
[0014]④最終實現縮小差值A到不超過額定值-5V?+5°C的范圍。
[0015]而且，所述步驟⑵中函數關系的具體確定方法為:
[0016]①針對300麗機組來試驗，50%負荷即FH=15(MW工況下，差值A在O度到15度再回到O度，記錄所需減溫水流量的累積量以及過渡時間為25t，0.4小時；50%負荷即FH=150MW工況下，差值A在O度到10度再回到O度，所需減溫水流量的累積量及過渡時間為18t，0.3小時；
[0017]利用上述數據，進行如下分析:如果溫度差值為15度，則采用快速噴水的辦法，即將噴水量快速增加至整體累計流量的二分之一，而時間縮短為原來的二分之一，即水量為25t/2=12.5t，而原來一半時間即 0.4h*0.5=0.2h，所以 12.5t/0.2h=62.5t/h，這就是本次計算的瞬時流量，同樣10度的瞬時流量計算為18t*2/ (2*0.3h) =60t/h ；
[0018]整理函數階段，可以將50%負荷的噴水函數設置為四段:第一段偏差A為負數或者零，F51 (A)=0，第二段偏差A為0-10度，函數為F52 (A)=6A;偏差A在10.01-15.00之間采用函數為F53 (A) =60+0.5* (A-10)，偏差A在15度以上，則采用F54 (A) =62.5t/h，其中下標51、52、53、54分別表示50%負荷的第1、2、3、4階段函數；
[0019]②針對300麗機組來試驗，75%負荷即FH=225MW工況下，差值A在O度到15度再回到O度，記錄所需減溫水流量的累積量以及過渡時間為24t，0.4小時；75%負荷即225麗工況下，差值在O度到10度再回到O度，所需減溫水流量的累積量及過渡時間為17t，0.3小時；
[0020]利用上述數據，進行如下分析:如果溫度差值為15度，則采用快速噴水的辦法，即將噴水量快速增加至整體累計流量的二分之一，而時間縮短為原來的二分之一，即水量為24t/2=12t，而原來一半時間即0.4h*0.5=0.2h，所以12t/0.2h=60t/h，這就是本次計算的瞬時流量，同樣10度的瞬時流量計算為17t*2/ (2*0.3h) =56.67t/h，
[0021]整理函數階段，可以將75%負荷的噴水函數設置為四段:第一段偏差A為負數或者零，F751 (A)=0，第二段偏差 A 為 0-10 度，函數為 F752 (A)=5.7*A;偏差 A 在 10.01-15.00 之間采用函數為F753 (A)=56.67+0.67* (A-10)，偏差A在15度以上，則采用F754 (A)=60t/h，其中下標751、752、753、754分別表示75%負荷的第1、2、3、4階段函數；
[0022]③針對300麗機組來試驗，100%負荷即FH=30(MW工況下，差值A在O度到15度再回到O度，記錄所需減溫水流量的累積量以及過渡時間為23t，0.4小時；100%負荷即300MW工況下，差值在O度到10度再回到O度，所需減溫水流量的累積量及過渡時間為16t，0.3小時；
[0023]利用上述數據，進行如下分析:如果溫度差值為15度，則采用快速噴水的辦法，即將噴水量快速增加至整體累計流量的二分之一，而時間縮短為原來的二分之一，即水量為23t/2=ll.5t，而原來一半時間即 0.4h*0.5=0.2h，所以 11.5t/0.2h=57.5t/h，這就是本次計算的瞬時流量，同樣10度的瞬時流量計算為16t*2/ (2*0.3h) =53.33t/h ；
[0024]整理函數階段，可以將100%負荷的噴水函數設置為四段:第一段偏差A為負數或者零，F101 (A)=0，第二段偏差A為0-10度，函數為Fltl2 (八)=5.33私；偏差4在10.01-15.00之間采用函數為F103 (A)=53.33+0.83* (A-10)，偏差A在15度以上，則采用F104 (A)=57.5t/h，其中下標101、102、103、104分別表示100%負荷的第1、2、3、4階段函數；
[0025]④確定函數關系:函數關系為:B=F(A),
[0026]針對額定容量為300MW的發(fā)電機組，當機組發(fā)電負荷!7H ( 185MW，A≤0，F51 (A)=0 ;0〈A〈10，F52 (A) =6A ;10 ≤ A ≤15，F53 (A) =60+0.5* (A-10)，A > 15，F54 (A) =62.5t/h ；
[0027]機組發(fā)電負荷185MW<FH<260MW, A ≤ 0，F751 (A) =0 ;0〈A〈10, F752 (A) =5.7*A ；10 ≤ A ≤ 15，F753 (A) =56.67+0.67* (A-10), A > 15，F754 (A) =60t/h ；
[0028]機組發(fā)電負荷ra>260MW，A≤ 0，F101(A)=O ；0<A<10, F102(A)=5.33*A ; 10 ≤ A ≤ 15，F103 (A) =53.33+0.83* (A-10), A > 15，F104 (A) =57.5t/h。
[0029]而且，所述步驟⑶確立減溫水流量B與減溫水調整門開度C之間的關系的具體步驟如下:
[0030]①當機組減溫水壓力Pl與過熱器出口壓力P2之差即P2_P1=P3為2.0MPa時，從
歷史記錄中記錄減溫水流量與減溫水門開度之間的關系，并總結為如下關系:
[0031]
【權利要求】
1.一種300麗機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法，其特征在于:包括以下步驟: ⑴將主蒸汽溫度與主蒸汽溫度設定值作差值運算求出差值A:T1 - T2=A,其中，Tl為主蒸汽溫度，T2為主蒸汽溫度設定值； ⑵確立差值A與減溫水流量B之間的函數關系B=F (A)，這種函數關系的確定方法為通過具體記錄一定負荷下300MW機組所需減溫水流量的累積量以及過渡時間得到； ⑶確立減溫水流量B與減溫水調整門開度C之間的關系； ⑷將差值A與減溫水流量B、減溫水壓力與過熱蒸汽壓力之差P3以及調整門開度C一一對應，實現減溫水的最佳控制，其具體步驟如下: ①確定機組當時負荷FH，以及當時機組主蒸汽溫度與設定值之間的差值A; ②依據上述兩個數據，確定要計算的函數B=F(A),計算出B值； ③根據P3的大小，確定插值計算的表格，根據B值計算出C值； ④最終實現縮小差值A到不超過額定值-5°C~+5°C的范圍。
2.根據權利要求1所述的300MW機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法，其特征在于:所述步驟⑵中函數關系的具體確定方法為: ①針對300麗機組來試驗，50%負荷即FH=150MW工況下，差值A在O度到15度再回到O度，記錄所需減溫水流量`的累積量以及過渡時間為25t，0.4小時；50%負荷即FH=150MW工況下，差值A在O度到10度再回到O度，所需減溫水流量的累積量及過渡時間為18t，0.3小時； 利用上述數據，進行如下分析:如果溫度差值為15度，則采用快速噴水的辦法，即將噴水量快速增加至整體累計流量的二分之一，而時間縮短為原來的二分之一，即水量為25t/2=12.5t,而原來一半時間即 0.4h*0.5=0.2h，所以 12.5t/0.2h=62.5t/h，這就是本次計算的瞬時流量，同樣10度的瞬時流量計算為18t*2/ (2*0.3h) =60t/h ； 整理函數階段，可以將50%負荷的噴水函數設置為四段:第一段偏差A為負數或者零，F51 (A) =0，第二段偏差A為0-10度，函數為F52 (A) =6A ;偏差A在10.01-15.00之間采用函數為F53 (A) =60+0.5* (A-10)，偏差A在15度以上，則采用F54 (A) =62.5t/h，其中下標`51、52、53、54分別表示50%負荷的第1、2、3、4階段函數； ②針對300麗機組來試驗，75%負荷即FH=225麗工況下，差值A在O度到15度再回到O度，記錄所需減溫水流量的累積量以及過渡時間為24t，0.4小時；75%負荷即225MW工況下，差值在O度到10度再回到O度，所需減溫水流量的累積量及過渡時間為17t，0.3小時； 利用上述數據，進行如下分析:如果溫度差值為15度，則采用快速噴水的辦法，即將噴水量快速增加至整體累計流量的二分之一，而時間縮短為原來的二分之一，即水量為24t/2=12t，而原來一半時間即0.4h*0.5=0.2h，所以12t/0.2h=60t/h，這就是本次計算的瞬時流量，同樣10度的瞬時流量計算為17t*2/ (2*0.3h) =56.67t/h， 整理函數階段，可以將75%負荷的噴水函數設置為四段:第一段偏差A為負數或者零，F751 (A) =0，第二段偏差 A 為 0-10 度，函數為 F752 (A) =5.7*A ;偏差 A 在 10.01-15.00 之間采用函數為F753 (A)=56.67+0.67* (A-10)，偏差A在15度以上，則采用F754 (A)=60t/h，其中下標751、752、753、754分別表示75%負荷的第1、2、3、4階段函數； ③針對300麗機組來試驗，100%負荷即FH=30(MW工況下，差值A在O度到15度再回到O度，記錄所需減溫水流量的累積量以及過渡時間為23t，0.4小時；100%負荷即300MW工況下，差值在O度到10度再回到O度，所需減溫水流量的累積量及過渡時間為16t，0.3小時；利用上述數據，進行如下分析:如果溫度差值為15度，則采用快速噴水的辦法，即將噴水量快速增加至整體累計流量的二分之一，而時間縮短為原來的二分之一，即水量為23t/2=ll.5t，而原來一半時間即 0.4h*0.5=0.2h，所以 11.5t/0.2h=57.5t/h，這就是本次計算的瞬時流量，同樣10度的瞬時流量計算為16t*2/ (2*0.3h) =53.33t/h ； 整理函數階段，可以將100%負荷的噴水函數設置為四段:第一段偏差A為負數或者零，F101 (A)=0，第二段偏差 A 為 0-10 度，函數為 F102 (Α)=5.33*Α ;偏差 A 在 10.01-15.00 之間采用函數為 Fltl3 (Α)=53.33+0.83* (Α-10)，偏差 A 在 15 度以上，則采用 Fltl4 (A)=57.5t/h,其中下標101、102、103、104分別表示100%負荷的第1、2、3、4階段函數； ④確定函數關系:函數關系為:B=F(A)， 針對額定容量為300麗的發(fā)電機組，當機組發(fā)電負荷!7H ( 185麗，A≤0，F51 (A) =0 ；0〈A〈10，F52 (A) =6A ;10 ≤ A ≤ 15，F53 (A) =60+0.5* (A-10)，A > 15，F54 (A) =62.5t/h ；機組發(fā)電負荷 185MW〈FH〈260MW，A ≤ 0，F751(A)=O ；0<A<10, F752(A)=5.7*A ;10 ≤ A ≤ 15，F753 (A) =56.67+0.67* (A-10), A > 15，F754 (A) =60t/h ；
機組發(fā)電負荷 FH > 260MW,A ( O7F101 (A)=O ;0〈A〈10,Fltl2 (A)=5.33*A ;10 ≤ A ≤ 15，F103 (A) =53.33+0.83* (A-10), A > 15，F104 (A) =57.5t/h。
3.根據權利要求1所述的300MW機組有效穩(wěn)定主蒸汽溫度的最佳控制方法，其特征在于: 所述步驟⑶確立減溫水流量B與減溫水調整門開度C之間的關系的具體步驟如下: ①當機組減溫水壓力Pl與過熱器出口壓力P2之差即P2-P1=P3為2.0MPa時，從歷史記錄中記錄減溫水流量與減溫水門開度之間的關系，并總結為如下關系:_
【文檔編號】G05B13/00GK103513573SQ201310313739
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權日:2013年7月24日
【發(fā)明者】趙毅, 張長志, 王建軍, 張應田, 劉衛(wèi)平, 秦俊海 申請人:國家電網公司, 國網天津市電力公司