一种低温省煤器进水母管协调控制方法与流程

本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种低温省煤器进水母管协调控制方法，属于低温省煤器控制。

背景技术：

1、目前，排烟热损失在锅炉运行各项热损失中占比最大，而排烟温度是排烟热损失的主要标志参数。当排烟温度升高时，排烟热损失也随之增加，并且大多数火电厂的排烟温度均高于设计值。同时随着锅炉运行年限增长，空预器等设备换热性能降低，排烟温度还会呈现逐年上升的趋势。合理配置低温省煤器，可以利用烟气余热加热凝结水，进一步降低排烟温度，提高锅炉运行效率，实现节能降耗的目标。

2、对于母管制煤气锅炉机组，最大程度降低各台锅炉排烟温度，可以采用梯级余热回收的方式。其中第一级采用“气气”换热，利用煤气加热器加热煤气介质的方法，将锅炉排烟温度从170℃降低至145℃；第二级采用“气水”换热，利用低温省煤器加热冷源介质，进一步将排烟温度从145℃降低至115℃。这里的冷源介质主要是储存在凝结水池中来自于各工序产生的凝结水，凝结水经过凝结水母管分配至各台省煤器进行热量交换。

3、为了将各台煤气锅炉排烟温度均降低至115℃，传统控制方式如图1所示，为单回路控制方式，即利用单台煤气锅炉排烟温度设定值和实际排烟温度的差值送至烟温调节器，经计算得出凝结水给水调节阀的开度指令。但是，煤气锅炉在正常运行过程中存在煤气压力频繁大幅度变化，锅炉蒸发量需要随之频繁调节，导致锅炉排烟温度变化幅度大；另外对于母管制机组，各台锅炉省煤器所处给水母管位置不同，省煤器出口烟温对于凝结水量的响应程度也不一致，导致凝结水在各台锅炉的分配与各台锅炉的炉况不能有效匹配。因此，传统控制方式在多台煤气锅炉母管制运行方式下的实际调节表现不佳。因此，母管制煤气锅炉要实现排烟温度的进一步降低，必须综合考虑煤气压力频繁大幅变化、省煤器出口烟温对于凝结水量的响应程度不一致等问题，将凝结水最优分配至各台低温省煤器，实现各台煤气锅炉均能最大程度降低排烟温度，减少排烟热损失。

技术实现思路

1、本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种低温省煤器进水母管协调控制方法，该技术方案建立多台低温省煤器基准凝结水流量需求预估模型，实现凝结水自动分配至各台低温省煤器，最大程度降低各台煤气锅炉排烟温度，提升排烟温度控制的自动化水平及机组运行的经济性。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种低温省煤器进水母管协调控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

3、步骤一、对参与调节的给水调节阀的开度、给水流量以及出口压力这三个参数进行特性试验，具体过程为：在满足安全生产的前提下，记录给水调节阀不同开度下给水流量及出口压力的对应值，分析出每台给水调节阀的安全运行区间；对参与调节的低温省煤器出口烟温进行特性试验，具体过程为：调整给水调节阀开度，记录不同凝结水流量下各台低温省煤器出口烟温，分析出每台低温省煤器出口烟温对凝结水流量的响应特性；

4、步骤二、烟温调节器接收各台低温省煤器出口烟温均值和出口烟温设定值的偏差，以及参与调节的锅炉蒸发量均值前馈，得到低温省煤器降低排烟温度所需的凝结水基准流量，凝结水将最优先分配给低温省煤器，在满足低温省煤器给水后，方供应至其他用户；

5、步骤三、根据当前低温省煤器实际出口烟温与出口烟温设定值的偏差，折算当前低温省煤器降低排烟温度的凝结水需求流量；

6、步骤四、建立流量分配调节机制。根据凝结水需求流量与基准流量的比值，经手动修正和限制后，生成各台低温省煤器所需凝结水流量分配系数，具体为：如图3所示，通过凝结水需求流量与基准流量的比值，得到初步的当前低温省煤器流量分配系数。引入手动修正接口，供运行人员在实际运行过程中根据实际需求进行干预。需求流量与基准流量的比值加上手动修正值，得到进一步的当前低温省煤器流量分配系数。引入当前低温省煤器实际烟温达上、下限作为分配系数的闭锁条件，当实际出口烟温达上限时，闭锁减分配系数；当实出口烟温达下限时，闭锁增分配系数。经闭锁条件限制后，得到最终的当前低温省煤器流量分配系数。步骤五、将经过分配系数修正后的基准流量作为流量调节器的设定值，当前低温省煤器实际给水流量作为测量值，流量调节器接收设定值与测量值的偏差，在比例、积分、微分和前馈的共同的作用下，计算得到当前给水调节阀的调节指令，计算方法如下：

7、op(n)＝kp(e(t)+(∫e(t))/ti+td*(e(t)/dt)+ff(n)

8、其中：kp为比例作用系数；ti为积分时间；td为微分时间；ff(n)为前馈作用；e(t)为偏差。该调节指令还需接受步骤一中分析得到的安全运行区间的上下限限制，经限值后得到给水调节阀的指令。

9、相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)本发明通过低温省煤器进水母管协调控制，实现母管制煤气锅炉机组各台低温省煤器出口烟温的自动调节，有效降低各台锅炉的排烟温度，提升锅炉的运行效率和经济性；2)本发明提出单台低温省煤器基准凝结水流量需求预估模型，通过多台锅炉低温省煤器出口烟温均值，计算出单台低温省煤器基准凝结水流量需求的预估值，并引入参与母管运行锅炉的蒸发量作为前馈。当煤气压力大幅波动时，可以有效克服锅炉蒸发量随煤气压力波动给锅炉排烟温度带来的扰动，及时调整低温省煤器所需凝结水流量，保证锅炉排烟温度的稳定；3)本发明建立流量分配调节机制，通过单台低温省煤器出口实际烟温与预期值的偏差折算出凝结水需求流量，需求流量与基准流量的比值经手动修正接口及闭锁条件处理后，形成分配系数。可以有效克服因各台低温省煤器出口烟温对于凝结水量的响应程度不一致，导致凝结水在各台锅炉的分配与各台锅炉的炉况不能有效匹配的问题。

技术特征：

1.一种低温省煤器进水母管协调控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低温省煤器进水母管协调控制方法，其特征在于，步骤四、建立流量分配调节机制，具体如下，根据凝结水需求流量与基准流量的比值，经手动修正和限制后，生成各台低温省煤器所需凝结水流量分配系数，具体为：通过凝结水需求流量与基准流量的比值，得到初步的当前低温省煤器流量分配系数，引入手动修正接口，供运行人员在实际运行过程中根据实际需求进行干预，需求流量与基准流量的比值加上手动修正值，得到进一步的当前低温省煤器流量分配系数，引入当前低温省煤器实际烟温达上、下限作为分配系数的闭锁条件，当实际出口烟温达上限时，闭锁减分配系数；当实出口烟温达下限时，闭锁增分配系数，经闭锁条件限制后，得到最终的当前低温省煤器流量分配系数。

3.根据权利要求2所述的低温省煤器进水母管协调控制方法，其特征在于，步骤五、将经过分配系数修正后的基准流量作为流量调节器的设定值，当前低温省煤器实际给水流量作为测量值，流量调节器接收设定值与测量值的偏差，在比例、积分、微分和前馈的共同的作用下，计算得到当前给水调节阀的调节指令，计算方法如下：

技术总结本发明涉及一种低温省煤器进水母管协调控制方法，包括以下步骤：步骤一、对参与调节的给水调节阀的开度、给水流量以及出口压力这三个参数进行特性试验，分析每台给水调节阀的安全运行区间；步骤二、烟温调节器接收各台低温省煤器出口烟温均值和出口烟温设定值的偏差及参与调节的锅炉蒸发量均值前馈，步骤三、根据当前低温省煤器实际出口烟温与出口烟温设定值的偏差，折算当前低温省煤器降低排烟温度的凝结水需求流量；步骤四、建立流量分配调节机制；步骤五、将经过分配系数修正后的基准流量作为流量调节器的设定值。该方案实现凝结水自动分配至各台低温省煤器，降低各台煤气锅炉排烟温度，提升排烟温度控制的自动化水平及机组运行的经济性。技术研发人员：艾军,顾蓉,邢莉华受保护的技术使用者：上海梅山钢铁股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13