直吹式火電機組煤種混燒控制方法技術

本發明專利技術屬于火電廠自動控制技術領域，尤其涉及一種直吹式火電機組煤種混燒控制方法，可用于直吹式火電機組同時燃用不同煤種時的自動控制。實現火電機組煤種混燒時，既能滿足電網自動發電控制(AGC)的快速性要求，又能實現主要控制參數的安全、穩定，提高機組對煤質變化的適應能力。本發明專利技術是通過對單臺磨煤機的控制，實現直吹式火電機組煤種混燒后，機組變負荷能力的提高和機組各主要運行參數的穩定。具有提高機組變負荷能力，滿足電網調度AGC的要求；增強了機組各主要運行參數的穩定性；增加了機組的煤種適應性，可有效降低燃料成本的顯著優點。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于火電廠自動控制
，尤其涉及一種直吹式火電機組煤種混燒控制方法。可用于直吹式火電機組同時燃用不同煤種時的自動控制。實現火電機組煤種混燒時，既能滿足電網自動發電控制(AGC)的快速性要求，又能實現主要控制參數的安全、穩定，提聞機組對煤質變化的適應能力。
技術介紹
近年來，隨著電煤價格持續上漲，煤電矛盾日益凸顯，很多電廠為了降低燃料成本、扭虧增盈，開始在設計煤種中大量摻燒熱值低、價格廉的非設計煤種，造成鍋爐慣性增力口，機組負荷響應能力下降，無法滿足電網自動發電控制(AGC)的要求。這就需要對機組大量摻燒非設計煤種的工況進行有針對性的控制方法優化，提高機組對煤質變化的適應能力,滿足電網AGC的要求。 按反饋回路不同，協調控制系統可以分為以鍋爐跟蹤為基礎(BFC)和以汽機跟蹤為基礎(TFC)兩種協調控制系統。這兩種系統的本質差別在于反饋回路，BFC系統爐調壓，機調功，TFC系統則相反。BFC協調控制系統，機組的負荷響應速度快、負荷控制精度較高，但機前壓力波動幅度較大。按照調度部門對機組投入AGC運行指標的要求，在這種協調方式下機組最適合投入AGC運行。TFC協調控制系統則相反，機前壓力波動較小，這對于機組的穩定運行比較有利；但同時由于采用了慣性和遲延都較大的鍋爐來控制機組負荷，因此機組的負荷響應特性較差，負荷控制精度也較低。國內早先引進的超臨界直流鍋爐機組采用了 TFC協調控制系統；新近投產的1000MW級超超臨界機組采用了 BFC協調控制系統。對于超(超)臨界燃煤機組來說，汽壓的波動，還將影響汽溫劇烈波動(關聯性強)，如果采用TFC協調控制系統，當燃料擾動時，汽壓基本保持平穩，更適應于直流鍋爐的蓄熱與汽水流動特性。BFC協調控制系統，初始階段汽壓偏離較快，但后續調節中鍋爐熱慣性小，能量補充快，適合連續滑壓運行。按前饋回路不同，協調控制系統可分為間接能量平衡(IEB)協調控制系統和直接能量平衡(DEB)協調控制系統。IEB采用功率信號作為前饋信號，通過它來協調機組之間的聯系，使單元機組在參加電網調頻和調峰過程中，能夠迅速地根據負荷的變化而進行彼此之間的協調。而DEB通過構造能量平衡信號取代功率給定信號，作為控制回路的前饋信號。直接能量平衡策略具有主汽壓力調節偏差小的特點，其思想是在負荷控制動態過程中汽機能量需求等于鍋爐發熱量。這種方式能避免在間接能量平衡策略控制時的動態過程中，由于壓力響應滯后所產生的壓力偏差導致鍋爐煤量的過加或過減。能量平衡信號=C,其中P1為汽輪機第一級后壓力，Pt為主蒸汽壓力，Ps為主蒸上i汽壓力設定值。能量平衡信號表示汽輪機向鍋爐索取的能量需求，建立了汽輪機負荷與汽輪機調門之間的正確比例關系，且不受鍋爐側擾動的影響，能夠快速反映機組負荷的變化(能量需求變化)。熱量信號+其中P1為汽輪機第一級后壓力，Pd為汽包壓力，Gb為蓄 CU熱系數。熱量信號間接代表了進入鍋爐的燃料量測量和相應的風量。不管燃用何種燃料，這種測量都是正確的，它可反映燃料數量的改變，同時也可反映出燃料成分的改變，包括其發熱量的改變。熱量信號免除汽輪機側擾動的影響，確切表述鍋爐供應的能量。當汽門開大時，P1升高，汽包壓力減少，兩者正好平衡，熱量信號不變，這表示汽輪機閥門的動作對熱量信號沒有影響。當前，現代控制理論中的很多方法被應用到單元機組協調控制系統優化中，如《中國電機工程學報》的《基于模糊推理和自適應控制的協調控制系統設計新方法及其應用》;《中國電力》的《基于狀態觀測器的狀態反饋控制在300MW單元機組協調控制系統中的應用》；《中國電力》的《自動發電控制優化控制策略研究與應用》等。這些方法的應用需要 建立機組的數學模型，對機組的負荷控制指令進行調整，通過控制指令的變化，改善機組的動態特性。對火電機組的協調控制研究主要集中在對鍋爐主控指令和汽機主控指令的優化控制，例如中國專利“直流爐單元機組直接能質平衡協調控制系統”專利號201110103988提出了一種協調控制系統分別采用直接能量平衡機理實現汽機功率調節回路與鍋爐燃燒調節回路間的動態解耦和采用直接質量(流量)平衡機理實現汽機功率調節回路與鍋爐給水調節回路間的動態解耦；并通過機組功率指令信號和燃水比校正信號將上述三個多變量并行調節回路轉化為具有遞階結構的解耦調節回路；中國專利“一種超臨界直流爐綜合型協調控制方法”專利號200810240315提出了一種超臨界直流爐綜合型協調控制方法，在鍋爐主控指令中增加狀態觀測器進行控制。以上關于火電機組的協調控制系統的研究中主要是針對協調控制中的鍋爐主控和汽機主控進行研究，但對于在設計煤種中大量摻燒熱值低、價格廉的非設計煤種工況，沒有有效的手段進行控制。
技術實現思路
針對上述存在的技術問題，本專利技術提出了一種直吹式火電機組煤種混燒控制方法，其目的是為了解決直吹式火電機組同時燃用不同煤種時的自動控制問題。本專利技術的目的是通過下述技術方案實現的直吹式火電機組煤種混燒控制方法，包括以下步驟( I)對采購來的燃煤進行檢測、分類，將相同特點的燃煤放在一起；(2)控制進入單臺磨煤機的燃煤類型，保證單臺磨煤機中進入的是相同特點的燃煤，采用爐膛內混燒方式；(3)對單臺磨煤機的總熱量進行計算，從而計算出單臺磨煤機當量燃煤量；(4)依據進入單臺磨煤機煤種的不同和磨煤機的運行狀態的不同，對磨煤機的出力能力進行計算，使單臺磨煤機的出力滿足相應的出力曲線要求。所述的相同特點的燃煤是指種類相同、熱值相近的燃煤。所述的種類相同、熱值相近的燃煤包括褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤、油煙煤；煙煤低位發熱值有19677KJ/kg、21227KJ/kg、22190KJ/kg等多種，褐煤的低位發熱值有12560KJ/kg、13397KJ/kg、14653KJ/kg等多種，低位發熱值相差300KJ/kg可認為熱值相近。所述的控制進入單臺磨煤機的燃煤類型是采用爐膛內混燒方式。本專利技術的有益效果是本專利技術是通過對單臺磨 煤機的控制，實現直吹式火電機組煤種混燒后，機組變負荷能力的提高和機組各主要運行參數的穩定。與現有技術相比本專利技術具有以下創新點1.對進入單臺磨煤機的總熱量進行精確控制，從而對進入鍋爐的總熱量進行精確控制；2.對單臺磨煤機的出力進行智能控制，滿足磨制各種煤種的要求。與現有技術相比本專利技術具有提高了機組變負荷能力，滿足電網調度AGC的要求；增強了機組各主要運行參數的穩定性；增加了機組的煤種適應性，可有效降低燃料成本的顯著優點。下面結合具體實施例對本專利技術作進一步詳細的說明。具體實施例方式本專利技術是一種直吹式火電機組煤種混燒控制方法，本專利技術包括如下步驟一、對采購來的燃煤進行檢測、分類，將相同特點的燃煤放在一起；相同特點的燃煤是指種類相同、熱值相近的燃煤。例如，燃煤的種類包括褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤、油煙煤等，煙煤低位發熱值有19677KJ/kg、21227KJ/kg、22190KJ/kg等多種，褐煤的低位發熱值有12560KJ/kg、13397KJ/kg、14653KJ/kg等多種，低位發熱值相差300KJ/kg可認為熱值相近。二.控制進入單臺磨煤機的燃煤類型，保證單臺磨煤機中進入的是相同特點的燃煤；本方法采用爐膛內混燒方式，每臺磨煤機根據電網負荷情況運行不同煤種本文檔來自技高網...

【技術保護點】
直吹式火電機組煤種混燒控制方法，其特征在于包括以下步驟：（1）對采購來的燃煤進行檢測、分類，將相同特點的燃煤放在一起；（2）控制進入單臺磨煤機的燃煤類型，保證單臺磨煤機中進入的是相同特點的燃煤，采用爐膛內混燒方式；（3）對單臺磨煤機的總熱量進行計算，從而計算出單臺磨煤機當量燃煤量；（4）依據進入單臺磨煤機煤種的不同和磨煤機的運行狀態的不同，對磨煤機的出力能力進行計算，使單臺磨煤機的出力滿足相應的出力曲線要求。

【技術特征摘要】
1.直吹式火電機組煤種混燒控制方法，其特征在于包括以下步驟 (1)對采購來的燃煤進行檢測、分類，將相同特點的燃煤放在一起； (2)控制進入單臺磨煤機的燃煤類型，保證單臺磨煤機中進入的是相同特點的燃煤，采用爐膛內混燒方式； (3)對單臺磨煤機的總熱量進行計算，從而計算出單臺磨煤機當量燃煤量； (4)依據進入單臺磨煤機煤種的不同和磨煤機的運行狀態的不同，對磨煤機的出力能力進行計算，使單臺磨煤機的出力滿足相應的出力曲線要求。2.根據權利要求I所述的直吹式火電機組煤種混燒控制方法，其特征在于所述的相同特點的燃煤...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚遠，管慶相，揭其良，王洪凱，
申請(專利權)人：遼寧省電力有限公司電力科學研究院，東北電力科學研究院有限公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：