一种火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法和装置与流程

本发明涉及火力发电，更具体地说，涉及一种火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法和装置。

背景技术：

1、在发电机组运行过程中，维持锅炉汽包水位在正常范围内是尤为重要的，这就要求发电机组对锅炉汽包水位实现准确性的测量和精准的控制。对于锅炉汽包水位而言，正常运行中采用汽包水位三冲量的控制方式，通过调节给水泵汽轮机转速控制汽包水位；在机组启停过程中，机组低负荷运行，给水泵在低转速区，给水通过给水平台旁路进入汽包，通过给水平台旁路调节阀实现汽包水位调节。

2、在锅炉汽包水位调节的过程中，汽包水位过高或过低都会影响锅炉的安全运行，汽包水位过低时会造成炉水循环不均衡，引起锅炉水冷壁超温，严重时会造成锅炉管壁泄漏，汽包水位过高时会引起汽包内蒸汽空间减小，主蒸汽含水量增加，造成过热器积盐，另外还会使主蒸汽温度降低，造成蒸汽管路和汽轮机水冲击，损坏汽轮机设备。因此，在锅炉运行过程中，维持汽包水位是尤为重要的工作，锅炉主保护也设置的汽包水位高高、汽包水位低低保护跳闸。

3、以某300mw汽包锅炉为例，锅炉为亚临界、自然循环的“p”型布置的汽包锅炉，配置两台50％汽动给水泵，一台30％电动给水泵。锅炉给水平台由主路电动门、旁路电动门和调节门构成，完成给水主路和旁路的给水控制。给水流量测量装置安装于主给水管路，主给水流量通过主给水流量孔板一路经主给水电动门，另一路经给水旁路，旁路电动调门汇总至锅炉省煤器。给水系统如图1所示，图1为汽包锅炉给水系统的组成示意图，其中包括给水管路1、给水主路电动门2、给水旁路调节阀前电动门3、给水旁路调节阀4、给水旁路调节阀后电动门5、省煤器6、过热器7、汽包8、汽包锅炉循环管路9，由给水管路1来水，经过给水平台，在机组低负荷阶段，给水系统经过给水平台旁路，该给水旁路由给水旁路调节阀前电动门3、给水旁路调节阀4，给水旁路调节阀后电动门5组成；在机组高负荷阶段给水流量经过给水平台主路，由给水主路电动门2组成；经过给水平台后经过省煤器6，再经汽包8，过热器7，同时还有汽包锅炉循环管路9，实现炉水循环。机组在启动初期和低于30％负荷时，通过给水旁路调节阀后电动5控制汽包水位，控制策略采用单回路控制方法，pid调节器接收汽包水位偏差信号，并经pid运算后得出调节门开度指令，调节汽包水位。

4、目前，上述汽包锅炉的给水控制系统在机组低负荷和锅炉启动阶段采用单冲量的旁路调节阀控制的方式，机组高负荷时采用串级三冲量给水泵控制的方式，目前在机组运行的过程中，根据机组工况，需要给水系统中给水旁路切至给水主路或给水主路切至给水旁路时，大多机组是根据运行人员的经验，手动调整给水平台调节阀，实现给水主路和旁路的切换，切换过程中易引起汽包水位的波动，目前大多机组仅依靠运行人员的经验，通过控制给水平台前后的压差，维持切换过程中的平衡状态，尽可能避免汽包水位放入大幅波动，因此如何完成给水旁路与给水主路之间的切换控制，并且保证在给水主路旁路切换过程中的汽包水位扰动量小，切换过程时间短，给水流量扰动量小，会直接影响到机组的启停能否顺利进行，甚至影响到机组主设备的安全。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法和装置，能够自动实现锅炉给水平台主路和旁路的无扰动自动切换控制，避免机组启停过程中的人为操作，提高机组的自动化水平，还能维持汽包水位和给水流量的恒定，确保机组在主/旁路切换过程安全稳定的进行。

2、本发明提供的一种火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法，包括：

3、获取机组升负荷过程中的第一实时负荷；

4、当所述第一实时负荷到达与给水系统旁路调节阀全开状态对应的第一预设负荷阈值时，逐步增大给水系统主路的供水量，同时逐步减小给水系统旁路的供水量，直到供水系统旁路完全关闭；

5、在旁路切换至主路的过程中，获取第一实时汽包水位；

6、根据所述第一实时汽包水位的数值，调整给水流量的数值。

7、优选的，在上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法中，还包括：

8、获取机组低负荷运行或停运过程中的第二实时负荷；

9、当所述第二实时负荷到达与给水系统主路调节阀全关状态对应的第二预设负荷阈值时，逐步增大给水系统旁路的供水量，同时逐步减小给水系统主路的供水量，直到供水系统主路完全关闭；

10、在主路切换至旁路的过程中，获取第二实时汽包水位；

11、根据所述第二实时汽包水位的数值，调整给水流量的数值。

12、优选的，在上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法中，所述与给水系统旁路调节阀全开状态对应的第一预设负荷阈值为机组容量的30％。

13、优选的，在上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法中，所述逐步增大给水系统主路的供水量，同时逐步减小给水系统旁路的供水量，直到供水系统旁路完全关闭包括：

14、将旁路电动调节门以在280s至300s内按一定速率关闭，旁路电动调门的开度反馈与主给水电动门指令的对应关系为(100，0)、(98，5.9)、(95，11.5)、(90，20)、(70，22)、(60，50)、(5，68)、(0，100)，直至主给水电动门全部打开，旁路电动调门完全关闭，旁路电动前后电动门完全关闭。

15、优选的，在上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法中，所述根据所述第一实时汽包水位的数值，调整给水流量的数值包括：

16、当所述第一实时汽包水位大于0mm时，将给水流量设定为主给水量流量、过热器减温水流量和再热器减温水流量之和减去45t/h至50t/h；

17、当所述第一实时汽包水位在-110mm～0mm之间时，将给水流量设定为主给水流量、过热器减温水流量和再热器减温水流量之和；

18、当所述第一实时汽包水位小于-110mm时，将给水流量设定为主给水流量、过热器减温水流量和再热器减温水流量之和加上45t/h至50t/h。

19、优选的，在上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法中，所述与给水系统主路调节阀全关状态对应的第二预设负荷阈值为机组容量的30％。

20、优选的，在上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法中，所述逐步增大给水系统旁路的供水量，同时逐步减小给水系统主路的供水量包括：

21、将主路电动调节门以在280s至300s内按一定速率关闭，主路电动调门的开度反馈与旁给水电动门指令的对应关系为(100，0)、(98，5.9)、(95，11.5)、(90，20)、(70，22)、(60，50)、(5，68)、(0，100)，直至主给水电动门全部关闭，旁路电动调门完全打开，旁路电动前后电动门完全打开。

22、优选的，在上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法中，所述根据所述第二实时汽包水位的数值，调整给水流量的数值包括：

23、当所述第二实时汽包水位大于0mm时，将给水流量设定为主给水量流量、过热器减温水流量和再热器减温水流量之和减去45t/h至50t/h；

24、当所述第二实时汽包水位在-120mm至0mm之间时，将给水流量设定为主给水流量、过热器减温水流量和再热器减温水流量之和；

25、当所述第二实时汽包水位小于-120mm时，将给水流量设定为主给水流量、过热器减温水流量和再热器减温水流量之和加上45t/h至50t/h。

26、本发明提供的一种火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制装置包括：

27、第一获取单元，用于获取机组升负荷过程中的第一实时负荷；

28、第一供水量调节单元，用于当所述第一实时负荷到达与给水系统旁路调节阀全开状态对应的第一预设负荷阈值时，逐步增大给水系统主路的供水量，同时逐步减小给水系统旁路的供水量，直到供水系统旁路完全关闭；

29、第二获取单元，用于在旁路切换至主路的过程中，获取第一实时汽包水位；

30、第一水流量调整单元，用于根据所述第一实时汽包水位的数值，调整给水流量的数值。

31、优选的，在上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制装置中，还包括：

32、第三获取单元，用于获取机组低负荷运行或停运过程中的第二实时负荷；

33、第二供水量调节单元，用于当所述第二实时负荷到达与给水系统主路调节阀全关状态对应的第二预设负荷阈值时，逐步增大给水系统旁路的供水量，同时逐步减小给水系统主路的供水量，直到供水系统主路完全关闭；

34、第四获取单元，用于在主路切换至旁路的过程中，获取第二实时汽包水位；

35、第二水流量调整单元，用于根据所述第二实时汽包水位的数值，调整给水流量的数值。

36、从上述技术方案可以看出，本发明所提供的上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制方法，由于包括获取机组升负荷过程中的第一实时负荷；当所述第一实时负荷到达与给水系统旁路调节阀全开状态对应的第一预设负荷阈值时，逐步增大给水系统主路的供水量，同时逐步减小给水系统旁路的供水量，直到供水系统旁路完全关闭；在旁路切换至主路的过程中，获取第一实时汽包水位；根据所述第一实时汽包水位的数值，调整给水流量的数值，因此能够自动实现锅炉给水平台主路和旁路的无扰动自动切换控制，避免机组启停过程中的人为操作，提高机组的自动化水平，还能维持汽包水位和给水流量的恒定，确保机组在主/旁路切换过程安全稳定的进行。本发明提供的上述火电机组锅炉给水系统主路旁路切换控制装置，具有与上述方法相同的优点。