一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法与流程

本发明涉及火电机组的深度调峰，具体为一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法。

背景技术：

1、随着我国能源结构的调整，火力发电由过去的主力能源逐渐向基础能源转变，太阳能、风能等可再生能源作为能源增量的主体，装机容量快速增长。截止2019年底，我国可再生能源发电装机达到7.94亿kw，同比增9％，装机容量约占全部电力装机容量的39.5％，同比上升1.1个百分点，可再生能源发电量占全部发电量比重27.9％，同比增长1.2个百分点。深度调峰频次大幅增加。机组的给水控制必须要实现自动控制，才能实现深度调峰下机组能够协调方式运行。

2、直流锅炉给水控制系统以汽水分离器出口温度或焓值作为被调量，控制给水量以保持燃料量与给水量的适当比例，满足机组不同负荷下给水量的要求。同时给水控制作为主蒸汽温度的预先调整，参与主蒸汽温度控制。直流锅炉不同于汽包锅炉有完全的汽水循环系统，在低负荷下运行时，直流锅炉需保证水冷壁有足够的换热量，因此直流锅炉给水系统设计最小给水流量，一般为额定给水流量的30％左右。低负荷下给水流量与主蒸汽流量不可能完全相同，汽水分离器的作用即是将未蒸发的水分离出来，通过储水罐返回省煤器出口进行回收或通过储水罐液位调节阀将水排至疏水扩容器或凝汽器回收，此工况为锅炉湿态运行。随着燃烧率不断增加，给水在水冷壁中完全受热蒸发，分离器中全为干蒸汽，此工况为锅炉干态运行，如图1所示。

3、现有机组在设计之初稳态运行负荷的下限一般为50％额定负荷，自动控制未涉及50％额定负荷以下的范围。给水自动干态的控制策略无法满足湿态给水自动的要求。原有锅炉湿态下运行自动仅考虑了机组启动的短时过程，采用的策略为给水流量自动控制采用的是给水旁路调节阀控制，储水罐的液位通过储水罐液位调节阀自动控制，在启动初期锅炉水质较差时，储水罐内高温水直接排至疏水扩容器，当水质合格后排至凝汽器回收，这样会导致锅炉湿态运行时经过加热的水大量排除。如果机组在长时间的深度调峰下运行采用此种方式会严重影响机组的经济性。

4、为此，我们设计一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法，包括如下步骤：

3、s1:建立储水罐液位反馈回路；

4、s2:设计pid控制器参数：根据具体的系统要求和性能指标，设计并调整pid控制器的比例增益、积分时间和微分时间；这些参数的选择将影响系统的稳定性和响应速度。

5、s3：监测给水流量；

6、s4：调节给水泵转速：通过改变给水泵的运行转速，控制给水量的大小，pid控制器将根据实际液位与设定值之间的差异，调整给水泵的转速；

7、s5：监测炉水循环泵出口调节阀开度和锅炉燃烧调整；

8、s6：储水罐液位闭环调节；

9、s7：改变给水设定值闭环调节：通过改变给水设定值，调节实际给水量。这可以通过更改控制系统中的目标值来实现。

10、优选的，所述s1具体为安装储水罐内的液位测量仪表，并通过它获取实际液位的反馈值，将该反馈值与设定值进行比较，以实现对储水罐液位的闭环控制。

11、优选的，所述s5具体为安装相应的传感器，监测炉水循环泵出口调节阀开度和锅炉燃烧调整的变化，这些变化将对储水罐液位造成波动，需要通过调节给水量进行校正。

12、优选的，所述s3具体为安装流量计仪表，用于监测实际给水的流量值，该值将作为反馈信号，用于调节给水泵的运行转速。

13、优选的，所述s6具体为根据液位反馈值和设定值之间的差异，p id控制器将输出调节给水量的信号，该信号将通过执行机构，即给水泵，控制给水量，从而校正储水罐液位。

14、本发明至少具备以下有益效果：

15、采用此种深度调峰下给水自动控制策略，可以在不进行给水主、旁路切换，直接由干态给水过渡到湿态给水。启动炉水循环泵标志着进入湿态给水状态，通过原运行的给水泵调节其转速控制给水量。在运行过程中炉水循环泵出口调节阀开度变化及锅炉燃烧调整均会造成储水罐液位波动，通过储水罐液位闭环调节，输出调节给水量，通过改变给水设定值，然后给水量闭环调节，改变实际给水量，不断校正储水罐液位，达到储水罐液位稳定在设定值的目的。

技术特征：

1.一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法，其特征在于：所述s1具体为安装储水罐内的液位测量仪表，并通过它获取实际液位的反馈值，将该反馈值与设定值进行比较，以实现对储水罐液位的闭环控制。

3.根据权利要求1所述的一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法，其特征在于：所述s5具体为安装相应的传感器，监测炉水循环泵出口调节阀开度和锅炉燃烧调整的变化，这些变化将对储水罐液位造成波动，需要通过调节给水量进行校正。

4.根据权利要求1所述的一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法，其特征在于：所述s3具体为安装流量计仪表，用于监测实际给水的流量值，该值将作为反馈信号，用于调节给水泵的运行转速。

5.根据权利要求1所述的一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法，其特征在于：所述s6具体为根据液位反馈值和设定值之间的差异，pid控制器将输出调节给水量的信号，该信号将通过执行机构，即给水泵，控制给水量，从而校正储水罐液位。

技术总结一种超临界直流锅炉深度调峰下给水自动控制方法，包括如下步骤：S1:建立储水罐液位反馈回路；S2:设计PID控制器参数：根据具体的系统要求和性能指标，设计并调整PID控制器的比例增益、积分时间和微分时间；S3：监测给水流量；S4：调节给水泵转速；S5：监测炉水循环泵出口调节阀开度和锅炉燃烧调整；S6：储水罐液位闭环调节；S7：改变给水设定值闭环调节：通过改变给水设定值，调节实际给水量。采用此种深度调峰下给水自动控制策略，可以在不进行给水主、旁路切换，直接由干态给水过渡到湿态给水。启动炉水循环泵标志着进入湿态给水状态，通过原运行的给水泵调节其转速控制给水量。技术研发人员：陶海林,李开兰,李振胜受保护的技术使用者：大唐华银攸县能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/29