干熄焦余熱發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焦化干熄焦余熱回收利用安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種干熄焦余熱發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)現(xiàn)運行的干熄焦余熱發(fā)電系統(tǒng)中，均采用DCS操作站完成對干熄焦鍋爐蒸汽等工藝參數(shù)的監(jiān)控，而汽輪機負(fù)荷調(diào)節(jié)是一套獨立的電液控制系統(tǒng)。馬鋼干熄焦余熱發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的組成是DCS系統(tǒng)和以W00DWARD505控制器為主的電液控制系統(tǒng)。在汽輪發(fā)電機組運行中，操作人員根據(jù)DCS系統(tǒng)監(jiān)控到的蒸汽工況變化，在505控制器上進(jìn)行操作。蒸汽壓力波動頻繁是干熄焦工藝特點，人工根據(jù)蒸汽工況變化進(jìn)行發(fā)電負(fù)荷調(diào)節(jié)，這種情況既影響工藝運行調(diào)節(jié)的及時性，又容易造成機組調(diào)速系統(tǒng)運行紊亂，不利于節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)，也降低了發(fā)電生產(chǎn)過程控制的精細(xì)化水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中人工根據(jù)蒸汽工況變化進(jìn)行發(fā)電負(fù)荷調(diào)節(jié)，沒能實現(xiàn)真正意義上干熄焦發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)的不足，本發(fā)明提供一種干熄焦余熱發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種干熄焦余熱發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)速控制器和連接發(fā)電機組的DCS控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括設(shè)于DCS控制系統(tǒng)中DCS操作站和監(jiān)控干熄焦汽輪發(fā)電機組負(fù)荷工況的人機操作單元，DCS系統(tǒng)向轉(zhuǎn)速控制器發(fā)出符合控制策略的調(diào)節(jié)指令，轉(zhuǎn)速控制器接收調(diào)節(jié)指令并進(jìn)行隨動調(diào)整后發(fā)出控制信號到系統(tǒng)中的伺服放大器中，伺服放大器調(diào)節(jié)汽機進(jìn)汽調(diào)門。轉(zhuǎn)速控制器接受DCS控制系統(tǒng)的指令，實現(xiàn)遠(yuǎn)程變負(fù)荷的隨動閉環(huán)控制。所述系統(tǒng)中設(shè)有發(fā)電機組蒸汽工況的波動范圍，蒸汽工況參數(shù)在系統(tǒng)設(shè)定的允許范圍，系統(tǒng)不進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。所述DCS操作站中設(shè)有在蒸汽工況異常時發(fā)出警報信號的報警單元。所述人機操作單元中設(shè)有自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)兩種工作模式，自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)中的執(zhí)行指令不同，自動指令執(zhí)行周期時間與手動執(zhí)行周期時間也不同。所述的轉(zhuǎn)速控制器中設(shè)有安全運行保護(hù)的超脈寬閉鎖單元。
[0005]一種干熄焦余熱發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)方法，該方法步驟包括:步驟一、采集干熄焦汽輪發(fā)電機組的蒸汽工況，并判斷發(fā)電機組的蒸汽工況是否在正常范圍波動內(nèi)；步驟二、當(dāng)蒸汽工況在正常范圍內(nèi)波動時，系統(tǒng)不進(jìn)行調(diào)控；當(dāng)蒸汽工況參數(shù)偏離正常值時，系統(tǒng)發(fā)出負(fù)荷調(diào)節(jié)指令，同時判斷蒸汽工況超出自動干預(yù)點；步驟三、當(dāng)發(fā)電機組的蒸汽工況偏離正常值且在自動干預(yù)點內(nèi)時，DCS操作站發(fā)出同方向同脈寬不同頻率的自動調(diào)節(jié)指令，控制器接收指令并計算后進(jìn)行負(fù)荷控制調(diào)節(jié)至蒸汽工況恢復(fù)到正常范圍內(nèi)；步驟四、當(dāng)蒸汽工況超出自動干預(yù)點后，系統(tǒng)發(fā)出手動調(diào)節(jié)指令，手動負(fù)荷調(diào)節(jié)至蒸汽工況恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。
[0006]步驟二中的調(diào)節(jié)指令是由系統(tǒng)中的人機操作單元發(fā)出的指令信號。所述方法中的負(fù)荷調(diào)節(jié)指令是根據(jù)蒸汽工況參數(shù)的變化方向和速率發(fā)出的同方向同脈寬不同頻率的調(diào)節(jié)脈沖。所述方法中的自動調(diào)節(jié)指令中的指令執(zhí)行周期為10S，手動調(diào)節(jié)指令的指令執(zhí)行周期為100ms。
[0007]本發(fā)明有如下積極效果:本發(fā)明設(shè)計自動調(diào)節(jié)控制模式，創(chuàng)建人機操作界面，能夠根據(jù)蒸汽工況變化進(jìn)行發(fā)電負(fù)荷調(diào)節(jié)，真正意義上實現(xiàn)了干熄焦發(fā)電負(fù)荷全自動調(diào)節(jié)，而且在蒸汽工況超出系統(tǒng)設(shè)定范圍過高時，可以開啟手動調(diào)節(jié)模式，使發(fā)電生產(chǎn)按照干熄焦系統(tǒng)規(guī)律進(jìn)行精確控制，提高了系統(tǒng)的及時性和準(zhǔn)確性，達(dá)到熱力系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配，余熱回收工藝優(yōu)化，職工勞動強度降低，提升了發(fā)電效率，實現(xiàn)了發(fā)電生產(chǎn)過程控制精準(zhǔn)高效的目標(biāo)，而且成本低。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】中的發(fā)電機組的示意圖；
[0009]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】中的發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖3是本發(fā)明【具體實施方式】中的人機操作單元的示意圖；
[0011]圖4是本發(fā)明【具體實施方式】中的發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)方法的流程圖；
[0012]圖5是本發(fā)明【具體實施方式】中的發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)方法的控制邏輯圖。
【具體實施方式】
[0013]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0014]一種干熄焦余熱發(fā)電負(fù)荷自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖1、圖2所示，該系統(tǒng)包括現(xiàn)有監(jiān)控使用的DCS系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速控制器，DCS系統(tǒng)連接干熄焦發(fā)電機組，轉(zhuǎn)速控制器連接DCS系統(tǒng)，本發(fā)明中主要進(jìn)行負(fù)荷閉環(huán)有效控制，所以控制器和DCS系統(tǒng)之間優(yōu)選采用帶屏蔽層的雙絞線連接方式。本發(fā)明的控制器中設(shè)有安全運行保護(hù)的超脈寬閉鎖單元，在控制指令出口通過設(shè)有具有安全保護(hù)功能的自動控制邏輯的超脈寬閉鎖，保護(hù)控制器及系統(tǒng)安全運行。DCS系統(tǒng)中包括有人機操作單元和報警單元，人機操作單元用于監(jiān)控干熄焦汽輪發(fā)電機組蒸汽工況，人機操作單元連接發(fā)電機組，采集發(fā)電機組的蒸汽工況，主要采集發(fā)電機組的蒸汽壓力參數(shù)變化的方向和速率；在系統(tǒng)監(jiān)測到發(fā)電機組的蒸汽工況參數(shù)不在系統(tǒng)設(shè)定范圍內(nèi)時，就會發(fā)出警報信號。
[0015]正常運行工況下，DCS系統(tǒng)設(shè)有3.14MPa、3.45MPa蒸汽壓力報警點。當(dāng)蒸汽壓力下降時運行人員進(jìn)行甩負(fù)荷操作，當(dāng)蒸汽壓力升高時，運行人員進(jìn)行帶負(fù)荷操作。將蒸汽壓力穩(wěn)定在3.14MPa?3.45MPa。自動調(diào)節(jié)時，將蒸汽壓力控制在3.2至3.3MPa，負(fù)荷可調(diào)的蒸汽壓力區(qū)間在下區(qū)間3.0?3.2MPa和上區(qū)間3.3?3.6MPa。當(dāng)壓力超越報警點時，可手動干預(yù)。未進(jìn)行手動干預(yù)時，可待其自動調(diào)節(jié)回到控制區(qū)間，當(dāng)壓力繼續(xù)超越出可調(diào)區(qū)間時，自動調(diào)節(jié)自動退出。
[0016]本發(fā)明中的改進(jìn)點在于利用現(xiàn)有的DCS控制模塊進(jìn)行發(fā)電機組過程控制優(yōu)化改造，創(chuàng)建人機操作界面單元，發(fā)出負(fù)荷自動調(diào)節(jié)指令，人機操作單元上可以顯示警報信號并有文字提示進(jìn)行指導(dǎo)操作。DCS系統(tǒng)中設(shè)有交互功能友好的人機操作單元，如圖3所示，當(dāng)人機操作單元監(jiān)測到各監(jiān)測點的機組信號異常時，DCS操作站發(fā)出負(fù)荷調(diào)節(jié)指令到轉(zhuǎn)速控制器，轉(zhuǎn)速控制器接收調(diào)節(jié)指令并進(jìn)行定值調(diào)整后發(fā)出偏差控制信號到系統(tǒng)中的伺服放大器中，經(jīng)伺服放大器后調(diào)節(jié)汽機進(jìn)汽調(diào)門，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)功能。轉(zhuǎn)速控制器接收PLC控制指令，根據(jù)指令脈沖寬度改變負(fù)荷設(shè)定值稱為定值調(diào)整；偏差控制信號為在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)單元根據(jù)調(diào)節(jié)參數(shù)實時值與設(shè)定值的偏差進(jìn)行運算，發(fā)出控制信號。在此，設(shè)定值改變后與原設(shè)定值的偏差。伺服放大器后調(diào)節(jié)是指進(jìn)汽調(diào)門發(fā)出的控制信號經(jīng)過伺服放大器放大后去電液執(zhí)行器實現(xiàn)進(jìn)汽調(diào)門調(diào)節(jié)。
[0017]針對干熄焦裝置生產(chǎn)特點，設(shè)置手動干預(yù)點，可在極端工況下根據(jù)設(shè)備運行狀況選擇控制方式，在DCS監(jiān)控畫面進(jìn)行手動負(fù)荷調(diào)節(jié)，所以本發(fā)明的DCS控制模塊中設(shè)有自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)兩種工作模式。系統(tǒng)中設(shè)有發(fā)電機組蒸汽工況的波動范圍，監(jiān)測的蒸汽工況參數(shù)在