超臨界直流鍋爐一次風(fēng)機(jī)rb過程中爐膛負(fù)壓的快速控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)過程控制技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種超臨界直流鍋爐一次風(fēng)機(jī)RB過 程中爐膛負(fù)壓的快速控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對(duì)環(huán)保工作的不斷重視，煙氣脫硫系統(tǒng)已普遍應(yīng)用于超臨 界直流鍋爐的建設(shè)和生產(chǎn)中。
[0003] 脫硫系統(tǒng)阻力主要由吸收塔、煙氣換熱器、除霧器和煙道阻力四個(gè)部分組成。引風(fēng) 機(jī)的入口導(dǎo)葉和增壓風(fēng)機(jī)的入口導(dǎo)葉是關(guān)系機(jī)組及脫硫系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。對(duì)國(guó)內(nèi)部分超臨 界600MW等級(jí)火電機(jī)組配套的脫硫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研，在鍋爐滿負(fù)荷工況下，吸收塔阻力為 1200Pa，除霧器阻力為200Pa，煙氣換熱器阻力為500Pa，系統(tǒng)實(shí)際壓力損失為2480化左右， 煙道阻力增加了近4倍。因?yàn)槊摿蛳到y(tǒng)與鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)分開設(shè)計(jì)，所W引風(fēng)機(jī)的出力可能不 能滿足該工況下的需要，DLA5000-2000《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，鍋爐引風(fēng)機(jī)的 選定是按照鍋爐BMCR工況的煙氣流量裕量不低于10%、溫度裕量10°C、壓頭裕量不低于20% 的原則考慮，因此需要配套獨(dú)立的增壓風(fēng)機(jī)。
[0004] 增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)通常配置為動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)的靜態(tài)性能通常又由 不同角度對(duì)應(yīng)的多條性能曲線族表達(dá)，動(dòng)葉可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)葉角度增大時(shí)，流量、揚(yáng)程、功 率均增大，4個(gè)參數(shù)之間呈正比例關(guān)系。爐膛負(fù)壓、煙氣流量、煙氣壓力都是需要控制的參 數(shù)，因此選擇動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)。
[0005] 在增加了增壓風(fēng)機(jī)后，超臨界火電就煙氣系統(tǒng)的控制策略通常為引風(fēng)機(jī)控制爐膛 負(fù)壓，增壓風(fēng)機(jī)控制增壓風(fēng)機(jī)入口壓力，對(duì)于風(fēng)機(jī)串聯(lián)控制系統(tǒng)，運(yùn)種控制策略結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 易于實(shí)現(xiàn)，但往往在發(fā)生RB(輔機(jī)故障快速減負(fù)荷）、尤其是一次風(fēng)機(jī)RB(多臺(tái)一次風(fēng)機(jī)中部 分風(fēng)機(jī)故障停機(jī))的惡劣工況時(shí)，隨著一次風(fēng)量、入爐煤量的急劇減小，爐內(nèi)燃燒快速收縮， 導(dǎo)致爐膛負(fù)壓、的下降速率、下降幅度較其他RB工況更為劇烈。此時(shí)一方面由于引風(fēng)機(jī)、增 壓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)存在滯后性，根據(jù)PID調(diào)節(jié)器的工作原理，只有當(dāng)爐膛負(fù)壓、增壓風(fēng)機(jī)入口壓 力的測(cè)量值下降后才開始關(guān)閉擋板，往往不能很好的抑止壓力下降的速率和幅度，嚴(yán)重時(shí) 導(dǎo)致爐膛負(fù)壓、增壓風(fēng)機(jī)入口壓力下降達(dá)到保護(hù)定值，發(fā)生MFT停爐。另一方面在一次風(fēng)機(jī) RB發(fā)生初期隨著爐膛壓力的迅速下降，引風(fēng)機(jī)出力減小，隨后增壓風(fēng)機(jī)入口壓力也隨之下 降，增壓風(fēng)機(jī)減小出力。由于引風(fēng)機(jī)初期壓力下降和壓力傳遞的時(shí)間差，當(dāng)引風(fēng)機(jī)出力減小 后一段時(shí)間增壓風(fēng)機(jī)才減小出力。由此導(dǎo)致在爐膛負(fù)壓大幅度擾動(dòng)過程中引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng) 機(jī)的調(diào)節(jié)相互禪合，使壓力發(fā)生振蕩、甚至出現(xiàn)發(fā)散的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)壓力的波動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致 MFT保護(hù)動(dòng)作甚至拉塌煙道。因此所述引風(fēng)機(jī)僅采用爐膛負(fù)壓PID調(diào)節(jié)加送風(fēng)機(jī)開度前饋， 增壓風(fēng)機(jī)僅采用入口壓力PID調(diào)節(jié)的控制方案只能滿足機(jī)組正常運(yùn)行工況下的需求，對(duì)于 一次風(fēng)機(jī)RB工況并不適用。同時(shí)，如果只是在引風(fēng)機(jī)控制回路和增壓風(fēng)機(jī)控制回路增加 RB 前饋分量而不考慮RB結(jié)束后前饋的變化，又會(huì)使引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)擋板在RB結(jié)束后發(fā)生快 速開啟，產(chǎn)生新的擾動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提出一種超臨界直流鍋爐一次風(fēng)機(jī)RB過程中爐膛負(fù)壓的快速控 制方法，解決了該類型機(jī)組發(fā)生一次風(fēng)機(jī)RB時(shí)爐膛負(fù)壓難W控制的問題，同時(shí)保證在RB過 程中和RB結(jié)束后爐膛負(fù)壓的始終穩(wěn)定。使機(jī)組在一次風(fēng)機(jī)RB的極端惡劣工況下能夠?qū)t膛 負(fù)壓控制在合適的范圍，不會(huì)因?yàn)橐淮物L(fēng)機(jī)RB初期爐膛負(fù)壓的大幅降低或者連續(xù)振蕩、發(fā) 散導(dǎo)致鍋爐停爐，也不會(huì)在RB過程中和RB結(jié)束后爐膛負(fù)壓產(chǎn)生新的擾動(dòng)、振蕩。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是： 超臨界直流鍋爐一次風(fēng)機(jī)RB過程中爐膛負(fù)壓的快速控制方法，是對(duì)鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的快 速控制方法，所述風(fēng)煙系統(tǒng)包括與鍋爐爐膛并聯(lián)連接的兩組一次風(fēng)機(jī)、兩組送風(fēng)機(jī)和兩組 引風(fēng)機(jī)，其中：所述兩組一次風(fēng)機(jī)用于向爐膛輸送燃料，兩組送風(fēng)機(jī)用于向爐膛送風(fēng)助燃； 并聯(lián)的兩組引風(fēng)機(jī)從爐膛將風(fēng)引出后送至一個(gè)具有增壓風(fēng)機(jī)的通道，增壓風(fēng)機(jī)的通道順序 連接脫硫吸收塔和煙畫；所述的控制方法是當(dāng)其中一組風(fēng)機(jī)的一次風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障跳閩引發(fā) RB命令時(shí)，對(duì)引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制的方法，當(dāng)一側(cè)的一次風(fēng)機(jī)發(fā)生故障跳閩引發(fā)RB 命令時(shí)，引風(fēng)機(jī)擋板的控制信號(hào)由正常工作方式轉(zhuǎn)換為故障工作方式； 所述正常工作方式是：引風(fēng)機(jī)擋板信號(hào)由爐膛負(fù)壓PID的調(diào)節(jié)信號(hào)、送風(fēng)機(jī)擋板開度的 前饋信號(hào)共同構(gòu)成，所述前饋信號(hào)由兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)擋板平均開度做為輸入經(jīng)過一個(gè)F(X)I函 數(shù)輸出得到；增壓風(fēng)機(jī)擋板信號(hào)由增壓風(fēng)機(jī)入口壓力PID的輸出信號(hào)構(gòu)成，所述F(X)I函數(shù) 是由送風(fēng)機(jī)擋板平均開度作為變量獲得的對(duì)應(yīng)的前饋信號(hào)形成的曲線； 所述故障工作方式是：引風(fēng)機(jī)擋板信號(hào)由爐膛負(fù)壓PID的調(diào)節(jié)信號(hào)、送風(fēng)機(jī)擋板開度的 前饋信號(hào)和一次風(fēng)機(jī)RB指令前饋信號(hào)1共同構(gòu)成;增壓風(fēng)機(jī)擋板信號(hào)由增壓風(fēng)機(jī)入口壓力 PID的調(diào)節(jié)信號(hào)和一次風(fēng)機(jī)RB指令前饋信號(hào)2共同構(gòu)成； 所述前饋信號(hào)1和所述前饋信號(hào)2是由機(jī)組負(fù)荷做為輸入并分別通過F(X)2和F(X)3函 數(shù)獲得，其中： 所述F(X)2是由機(jī)組負(fù)荷變量作為變量獲得的對(duì)應(yīng)的用于與爐膛負(fù)壓PID的調(diào)節(jié)信號(hào)、 送風(fēng)機(jī)擋板開度的前饋信號(hào)疊加形成的超馳關(guān)閉送風(fēng)機(jī)擋板開度信號(hào)曲線； 所述F(X)3函數(shù)是由機(jī)組負(fù)荷變量作為變量獲得的對(duì)應(yīng)的用于與增壓風(fēng)機(jī)入口壓力 PID的調(diào)節(jié)信號(hào)疊加形成的超馳關(guān)閉增壓風(fēng)機(jī)擋板開度信號(hào)曲線。
[0008] 方案進(jìn)一步是:所述F(X)I函數(shù)、F(X)2和F(X)3函數(shù)是經(jīng)實(shí)驗(yàn)預(yù)先做出的函數(shù)表， 所述前饋信號(hào)、超馳關(guān)閉送風(fēng)機(jī)擋板開度信號(hào)和超馳關(guān)閉增壓風(fēng)機(jī)擋板開度信號(hào)，根據(jù)機(jī) 組負(fù)荷變化從對(duì)應(yīng)的函數(shù)表中獲取。
[0009] 方案進(jìn)一步是：當(dāng)單側(cè)的一次送風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障引發(fā)RB命令時(shí)： 所述前饋信號(hào)lWl〇〇%/S的速率立即疊加在引風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉控制信號(hào)上，W及前饋信號(hào)2W 100%/S的速率立即疊加在增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉信號(hào)上； 當(dāng)機(jī)組的一次風(fēng)機(jī)故障RB命令復(fù)位后： 所述故障工作方式中的引風(fēng)機(jī)擋板的前饋信號(hào)按照0.05%/S的速率回零，同時(shí)所述故 障工作方式中的增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉的前饋信號(hào)按照0.05%/S的速率回零。
[0010] 方案進(jìn)一步是:所述方法進(jìn)一步包括:當(dāng)單側(cè)的一次風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障引發(fā)RB命令后， 在一個(gè)預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)增壓風(fēng)機(jī)入口壓力PID調(diào)節(jié)器輸出處于保持狀態(tài)，然后再經(jīng)一個(gè)預(yù)設(shè) 的時(shí)間后恢復(fù)自動(dòng)調(diào)節(jié)的運(yùn)算功能。
[0011] 方案進(jìn)一步是:所述的預(yù)設(shè)的時(shí)間是60秒。
[0012] 本發(fā)明方法針對(duì)不同運(yùn)行工況和不同負(fù)荷下超臨界鍋爐發(fā)生一次風(fēng)機(jī)RB給出不 同的引風(fēng)機(jī)及增壓風(fēng)機(jī)擋板指令。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，引風(fēng)機(jī)擋板指令由爐膛負(fù)壓PID調(diào)節(jié) 器的調(diào)節(jié)信號(hào)和送風(fēng)機(jī)擋板開度形成的前饋信號(hào)共同構(gòu)成，增壓風(fēng)機(jī)擋板指令為增壓風(fēng)機(jī) 入口壓力PID調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)信號(hào)。當(dāng)發(fā)生單側(cè)一次風(fēng)機(jī)故障跳閩導(dǎo)致機(jī)組快速減負(fù)荷時(shí)，引 風(fēng)機(jī)擋板指令由爐膛負(fù)壓PID調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)信號(hào)、送風(fēng)機(jī)擋板開度形成的前饋信號(hào)W及跳 閩一次風(fēng)機(jī)形成的控制信號(hào)共同構(gòu)成;增壓風(fēng)機(jī)擋板指令由增壓風(fēng)機(jī)入口壓力PID調(diào)節(jié)器 的調(diào)節(jié)信號(hào)和跳閩一次風(fēng)機(jī)形成的控制信號(hào)共同構(gòu)成，同時(shí)增壓風(fēng)機(jī)入口壓力PID調(diào)節(jié)器 在RB發(fā)生60秒內(nèi)保持輸出。跳閩一次風(fēng)機(jī)對(duì)引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)擋板形成的前饋控制信號(hào)在 RB發(fā)生時(shí)立即疊加在擋板指令上，在RB結(jié)束后引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)擋板的前饋控制信號(hào)緩慢 回零，避免對(duì)爐膛負(fù)壓產(chǎn)生新的擾動(dòng)。從而解決了一次風(fēng)機(jī)RB發(fā)生過程中爐膛負(fù)壓的控制 問題，能夠在單側(cè)一次風(fēng)機(jī)跳閩后快速將爐膛負(fù)壓穩(wěn)定在合適的范圍，且在RB過程中及RB 結(jié)束后不會(huì)因前饋信號(hào)變化發(fā)生再次的擾動(dòng)。
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明作一詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0014] 圖1是鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)示意圖； 圖2是本發(fā)明方法邏輯流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 超臨界直流鍋爐一次風(fēng)機(jī)RB過程中爐膛負(fù)壓的快速控制方法，是對(duì)鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng) 的快速控制方法，如圖1所示，所述送風(fēng)系統(tǒng)包括與鍋爐爐膛1并聯(lián)連接的至少兩組一次風(fēng) 機(jī)3、兩組送風(fēng)機(jī)4和兩組引風(fēng)機(jī)5，兩組風(fēng)機(jī)和兩組引風(fēng)機(jī)，在鍋爐爐膛與兩組一次風(fēng)機(jī)、兩 組送風(fēng)機(jī)和兩組引風(fēng)機(jī)之間有兩組空氣預(yù)處理器2;其中：所述兩組一次風(fēng)機(jī)用于通過磨煤 機(jī)向爐膛輸送燃料，兩組送風(fēng)機(jī)用于向爐膛送風(fēng)助燃;并聯(lián)的兩組引風(fēng)機(jī)5從爐膛將風(fēng)引出 后送至一個(gè)具有增壓風(fēng)機(jī)6的通道，增壓風(fēng)機(jī)的通道順序連接脫硫吸收塔7和煙畫8,在空氣 預(yù)處理器中實(shí)現(xiàn)鍋爐煙氣、一次風(fēng)、二次風(fēng)（引風(fēng)機(jī)引出風(fēng)）的熱交換，實(shí)現(xiàn)空氣預(yù)熱，避免 大量的熱能隨煙氣排出，造成熱損失。所述的控