一种多炉多机多蒸汽管网负荷协调控制方法及系统与流程

本发明涉及蒸汽管网锅炉负荷控制，特别涉及一种多炉多机多蒸汽管网负荷协调控制方法及系统。

背景技术：

1、蒸汽管网系统是由蒸汽产生源锅炉系统和用汽设备包括汽机，各级供汽管网组成。由于生产需要，蒸汽管网系统必须保证稳定的蒸汽压力。蒸汽管网上每一个设备负荷的变化均会对蒸汽管网的压力造成很大的影响。

2、现有技术通常各级管网的温度和压力控制通过单回路pid控制；锅炉的负荷分配根据调度的指令进行人工的调整；锅炉作为运行炉和调节炉根据值长的人工经验，口头转达；锅炉负荷的调整以人工调整为主。

3、显然现有技术中人工调度的负荷调整，不能满足负荷变化后调整的及时性，造成煤气管网煤气压力的波动；各台锅炉的负荷升降的相对随意性，不能保障锅炉整体效率的提升，具有一定的能源浪费；特殊工矿的处理上，不能准确得知管网上负荷的变化量，调整具有一定的盲目性；频繁的负荷变化，手动调整具有一定的滞后，劳动强度大。

技术实现思路

1、基于此，本技术实施例提供了一种多炉多机多蒸汽管网负荷协调控制方法及系统，能够解决现有技术所存在的问题，进一步提高了生产的智能化，降低工人的劳动强度。

2、第一方面，提供了一种多炉多机多蒸汽管网负荷协调控制方法，该方法包括：

3、对蒸汽管网的总负荷增量进行计算；其中，具体包括采用能量平衡算法对各个蒸汽管网负荷变化负荷增量进行计算，通过供汽负荷和发电负荷相结合的方式采用能量平衡原理对汽机负荷增量进行计算，以及计算蒸汽管网单位时间内的负荷增量；

4、对蒸汽管网中待控制的锅炉进行角色类型分配；其中，锅炉角色类型至少包括运行炉、调节炉以及自适应角色；

5、基于计算的蒸汽管网的总负荷增量对蒸汽管网中不同角色类型的锅炉进行负荷分配。

6、可选地，所述基于计算的蒸汽管网的总负荷增量对蒸汽管网中不同角色类型的锅炉进行负荷分配，包括：

7、基于蒸汽管网的总负荷增量计算得到各调节炉剩余负荷率以及剩余负荷可调整量，进而确定蒸汽管网的总剩余负荷可调整量，并对每台调节炉蒸汽总管网负荷增量计算；

8、根据调节炉的平均负荷率与各调节炉的当前负荷率的偏差，调整各台锅炉的负荷增量，使得调节炉本身的负荷率与所有作为调节炉的平均负荷率小于预设阈值。

9、可选地，采用能量平衡算法对各个蒸汽管网负荷变化负荷增量进行计算，包括：

10、根据公式

11、f_zb_av1＝(-13.49*p_dy1+2.25*t_dy1+2369.65)*f_dy1/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

12、f_zb_av2＝(-13.49*p_dy2+2.25*t_dy2+2369.65)*f_dy2/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

13、……

14、f_zb_avn＝(-13.49*p_dyn+2.25*t_dyn+2369.65)*f_dyn/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

15、确定各级蒸汽管网的折标负荷，其中：p_dy1，p_dy2，p_dyn分别为第n各蒸汽管网的压力；t_dy1，t_dy2，t_dyn分别为第n各蒸汽管网的温度；f_dy1，f_dy2，f_dyn分别为第n各蒸汽管网的流量；p_bz为蒸汽总管网的压力，t_bz为蒸汽总管网的温度；f_zb_av1，f_zb_av2，f_zb_avn分别为各级蒸汽管网的折标负荷。

16、可选地，通过供汽负荷和发电负荷相结合的方式采用能量平衡原理对汽机负荷增量进行计算，包括：

17、通过公式

18、f_zb_qjav1＝(-13.49*p_qj1+2.25*t_qj1+2369.65)*f_qj1/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

19、f_zb_qjav2＝(-13.49*p_qj2+2.25*t_qj2+2369.65)*f_qj2/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

20、……

21、f_zb_qjavn＝(-13.49*p_qjn+2.25*t_qjn+2369.65)*f_qjn/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

22、确定各个汽机用蒸汽量的折标负荷，其中：p_qj1，p_qj2，p_qjn分别为第n个汽机前压力；t_qj1，t_qj2，t_qjn分别为第n个汽机前温度；f_qj1，f_qj2，f_qjn分别为第n个汽机用蒸汽流量；p_bz为蒸汽总管网的压力，t_bz为蒸汽总管网的温度；f_zb_qjav1，f_zb_qjav2，f_zb_qjavn分别为各个汽机用蒸汽量的折标负荷。

23、可选地，所述运行炉为不参与蒸汽管网负荷调整的锅炉，所述调节炉为参与蒸汽管网负荷调整的锅炉，所述自适应角色为根据整体锅炉运行情况，可适应调整为调节炉/运行炉的锅炉。

24、第二方面，提供了一种多炉多机多蒸汽管网负荷协调控制系统，该系统包括：

25、负荷增量计算模块，用于对蒸汽管网的总负荷增量进行计算；其中，具体包括采用能量平衡算法对各个蒸汽管网负荷变化负荷增量进行计算，通过供汽负荷和发电负荷相结合的方式采用能量平衡原理对汽机负荷增量进行计算，以及计算蒸汽管网单位时间内的负荷增量；

26、角色确定模块，用于对蒸汽管网中待控制的锅炉进行角色类型分配；其中，锅炉角色类型至少包括运行炉、调节炉以及自适应角色；

27、负荷分配模块，用于基于计算的蒸汽管网的总负荷增量对蒸汽管网中不同角色类型的锅炉进行负荷分配。

28、可选地，负荷分配模块基于计算的蒸汽管网的总负荷增量对蒸汽管网中不同角色类型的锅炉进行负荷分配，包括：

29、基于蒸汽管网的总负荷增量计算得到各调节炉剩余负荷率以及剩余负荷可调整量，进而确定蒸汽管网的总剩余负荷可调整量，并对每台调节炉蒸汽总管网负荷增量计算；

30、根据调节炉的平均负荷率与各调节炉的当前负荷率的偏差，调整各台锅炉的负荷增量，使得调节炉本身的负荷率与所有作为调节炉的平均负荷率小于预设阈值。

31、可选地，负荷增量计算模块采用能量平衡算法对各个蒸汽管网负荷变化负荷增量进行计算，包括：

32、根据公式

33、f_zb_av1＝(-13.49*p_dy1+2.25*t_dy1+2369.65)*f_dy1/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

34、f_zb_av2＝(-13.49*p_dy2+2.25*t_dy2+2369.65)*f_dy2/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

35、……

36、f_zb_avn＝(-13.49*p_dyn+2.25*t_dyn+2369.65)*f_dyn/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

37、确定各级蒸汽管网的折标负荷，其中：p_dy1，p_dy2，p_dyn分别为第n各蒸汽管网的压力；t_dy1，t_dy2，t_dyn分别为第n各蒸汽管网的温度；f_dy1，f_dy2，f_dyn分别为第n各蒸汽管网的流量；p_bz为蒸汽总管网的压力，t_bz为蒸汽总管网的温度；f_zb_av1，f_zb_av2，f_zb_avn分别为各级蒸汽管网的折标负荷。

38、可选地，负荷增量计算模块通过供汽负荷和发电负荷相结合的方式采用能量平衡原理对汽机负荷增量进行计算，包括：

39、通过公式

40、f_zb_qjav1＝(-13.49*p_qj1+2.25*t_qj1+2369.65)*f_qj1/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

41、f_zb_qjav2＝(-13.49*p_qj2+2.25*t_qj2+2369.65)*f_qj2/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

42、……

43、f_zb_qjavn＝(-13.49*p_qjn+2.25*t_qjn+2369.65)*f_qjn/(-13.49*p_bz+2.25*t_bz+2369.65)；

44、确定各个汽机用蒸汽量的折标负荷，其中：p_qj1，p_qj2，p_qjn分别为第n个汽机前压力；t_qj1，t_qj2，t_qjn分别为第n个汽机前温度；f_qj1，f_qj2，f_qjn分别为第n个汽机用蒸汽流量；p_bz为蒸汽总管网的压力，t_bz为蒸汽总管网的温度；f_zb_qjav1，f_zb_qjav2，f_zb_qjavn分别为各个汽机用蒸汽量的折标负荷。

45、可选地，所述运行炉为不参与蒸汽管网负荷调整的锅炉，所述调节炉为参与蒸汽管网负荷调整的锅炉，所述自适应角色为根据整体锅炉运行情况，可适应调整为调节炉/运行炉的锅炉。

46、本技术实施例提供的技术方案中采用能量平衡的方式对各级供汽管网及汽机管网负荷变化折算成统一能量的度量方式，再根据运行炉和调节炉的角色，通过负荷平衡和负荷分配技术，确定每台锅炉的负荷增量，通过锅炉的负荷自动调整技术，完成负荷的协调优化控制。

47、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

48、(1)解决了各蒸汽管网各自为战，锅炉整体负荷不能满足要求的问题；

49、(2)解决了锅炉作为运行炉和调节炉角色自动转变的问题；

50、(3)解决了锅炉间负荷平衡的问题；

51、(4)解决了蒸汽管网负荷变化，各台锅炉如何自动调整的问题；

52、(5)解决了蒸汽管网负荷的频繁变化造成的人工调节不及时和劳动强度大的问题。