适应调频需求的超临界机组双焓差修正给水控制方法

技术领域

本发明属于给水控制方法技术领域，具体涉及适应调频需求的超临界机组双焓差修正给水控制方法。

背景技术

近年来火电机组调频需求日益严苛，调频间隔短，幅度大已成为火电机组ACE模式下调频新现状，传统火电机组控制以稳态为主，而随着新能源占比的逐年加大，对火电机组调频能力提出新的要求，且火电机组面临低电量、低电价的双低局面和高煤价的反差，常规发电经营受阻，调频收益为火电机组新的盈利点，提升火电机组调频能力为市场的必然选择，也是火电机组生存的必然出路。

提升火电机组调频新能，从汽轮机侧来看，只需将符合偏差对汽机主控的影响因素加大，使汽轮机在接收到调频导致的负荷偏差后快速动作，增加或介绍进入汽轮机的蒸汽量，实现快速调整负荷。协调控制汽机主控的快速动作，如果锅炉主控和给水控制不能及时响应，会导致主蒸汽压力和温度大幅波动震荡，严重影响机组安全运行。

传统给水控制为煤水比控制，即遵循汽机主控响应负荷变化，汽机主控响应负荷变化后很快会因蒸汽流量的调整出现压力变化，此时锅炉主控主要是给煤量跟随负荷变化的同时，通过PID偏差调节实现跟踪和补偿带来的主蒸汽压力变化，实现锅炉主控的调整，而给水跟随锅炉主控煤量变化做出相应变化调整，以维持所需给水量。传统控制即为汽机跟踪负荷变化，锅炉维持压力平衡，给水跟踪锅炉煤量变化，该控制的优点为：稳态响应特性好，主蒸汽温度保持效果好。而由于锅炉给煤量调整需较长时间，调频工况下该调整方式响应时间长，压力波动较大，调频性能差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了适应调频需求的超临界机组双焓差修正给水控制方法，该方法采用汽水比的控制方法，并通过双焓值控制实现调频需求下温度的有效控制。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

适应调频需求的超临界机组双焓差修正给水控制方法，主蒸汽流量相乘过热器焓差修正系数，再相乘水冷壁给水焓差修正系数得出初步的给水流量设定值；初步的给水流量设定值经给水流量低保护值取大输出，输出后与过热度修正偏差相加得到给水流量设定值。

过热度修正偏差由实际过热度与目标过热度之间的偏差经偏差折算函数转换得到。

给水入口设计焓值选用水冷壁入口实际压力与机组给水的目标温度做实时计算。

过热器出口实际焓值选用主蒸汽平均实际压力与过热器实际蒸汽温度做实时计算。

过热器出口目标焓值选用主蒸汽平均实际压力与过热器目标温度做实时计算。

给水出口实际焓值选用水冷壁出口实际压力与温度做实时计算。

给水出口目标焓值选用给水出口目标温度和实际给水出口压力做实时计算。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

提出一种适应调频需求的超临界CFB机组双焓差修正给水控制策略。为响应调频需求，汽机主控响应负荷高频次、深幅度变化后必然会导致主蒸汽压力快速波动，利用给水流量和主蒸汽流量存在动态平衡的关系，给水基础量调节选用主蒸汽流量。

给水量调整跟踪主蒸汽流量跟踪速率可明显提升，会快速补充因负荷变化导致的超压和欠压问题，但同时也会导致主汽温度控制效果变差，压力和温度存在反向调节问题。而本控制策略通过双焓值控制实现调频需求下温度的有效控制；克服了温度控制的难点，一方面直接将温度控制输出到末级影响，另一方面可根据各电力机组特性可以选择不同的折算函数以调整影响量。

附图说明

图1是本发明控制方法框图；

图2是本发明过热度温度偏差对应的给水量影响输出图；

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，适应调频需求的超临界机组双焓差修正给水控制方法，主蒸汽流量相乘过热器焓差修正系数，再相乘水冷壁给水焓差修正系数得出初步的给水流量设定值；初步的给水流量设定值经给水流量低保护值取大输出，输出后与过热度修正偏差相加得到给水流量设定值。

进一步，过热度修正偏差由实际过热度与目标过热度之间的偏差经偏差折算函数转换得到。

本控制逻辑中增加过热度修正偏差最终输出给水流量设定值。双焓差控制所有计算过程选取压力均为实际压力，温度均为目标温度和实际温度，这种选取方式优点在于利用实际压力计算焓值主要控制温度对整体能量的影响，保证温度控制的同时兼顾系统压力影响。

而因为汽水比的控制方法，压力波动跟踪效果好，温度控制为难点，在双焓差控制基础上，增加过热度偏差修正，只针对温度偏差经函数转换，叠加到初步给水流量定值上，优点在于一方面直接将温度控制输出到末级影响，另一方面可根据各电力机组特性可以选择不同的折算函数以调整影响量，也就是调整过热度偏差对给水流量修正量的大小。

具体的：如下表1和图2所示，折算函数为过热度温度偏差对应的给水量影响输出，为分段函数，基于y＝kx+b。

表1

具体的：本逻辑控制为控制思路，详细给水控制可以在此基础上叠加影响因素。

进一步，给水流量设定值利用主蒸汽流量与给水流量的动态平衡做基础量调节；给水入口设计焓值选用水冷壁入口实际压力与机组给水的目标温度做实时计算；过热器出口实际焓值选用主蒸汽平均实际压力与过热器实际蒸汽温度做实时计算；过热器出口目标焓值选用主蒸汽平均实际压力与过热器目标温度做实时计算；给水出口实际焓值选用水冷壁出口实际压力与温度做实时计算；给水出口目标焓值选用给水出口目标温度和实际给水出口压力实时计算。

其中，过热器目标温度可以根据机组运行特性确定，常规为定值，如果锅炉经常出现超温，可以将定值设定降低。给水出口目标温度因根据水冷壁出口实际压力对应的饱和温度加机组特性修正算出，更精准的实时反应给水设计出口焓，同时增加机组特性可抵消各机组设计与实际运行工况偏差。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。