燃气蒸汽联合循环机组主蒸汽温度自动控制方法与流程

本发明涉及一种燃气蒸汽联合循环机组主蒸汽温度自动控制方法。

背景技术：

主蒸汽温度受供给侧(即机组负荷-燃机排气至余热锅炉加热蒸汽)与受调整侧即减温水投入量影响。其中，机组负荷变化，主蒸汽温度并不会立即变化。滞后一段时间，机组负荷变化对主蒸汽温度造成相应的影响，主蒸汽温度会快速变化；而减温水的投入量对主蒸汽温度影响相对缓慢，但对减温器后的温度是瞬时影响的，即减温水投入量的变化会对立即减温器后温度造成影响，但主蒸汽温度不会有瞬时的改变。

传统的主蒸汽温度控制逻辑为对主蒸汽温度进行单pid控制，即温度超过设定值则增加减温水，温度低于设定值则减少减温水的控制原理。该控制原理不足之处有：其一，对于燃气-蒸汽联合循环机组工况变化调整不及时，容易出现调节扰动；其二，燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉蒸汽温度变化滞后于负荷变化，前馈信号难以设计；其三，主蒸汽需满足过热度，主蒸汽温度快速上升时，减温水过多投入导致减温器后过热度不足，保护动作退出减温水，存在水冲击风险。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的问题，本发明提出一种燃气蒸汽联合循环机组主蒸汽温度自动控制方法，其具体技术内容如下：

一种燃气蒸汽联合循环机组主蒸汽温度自动控制方法，其包括有以下步骤：

s1，第一级pid运算步骤，其中包括：

s11，将机组负荷反馈值代入预设的第一线性函数，运算获得高压过热器出口温度的设定值，并将该设定值与高压过热器出口温度反馈值进行第一级pid运算，获得高压减温器的第一温度设定值；

s12，将主控制阀位置反馈值代入预设的第二线性函数，运算获得高压减温器的第二温度设定值；

s13，将主控制阀位置反馈值经第一判断模块后输出至第一rs触发器的s端，将高压过热器出口温度反馈值经第二判断模块后输出至第二rs触发器的r端；其中，所述第一判断模块对主控制阀位置反馈值作小于判断，即当主控制阀位置反馈值小于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；所述第二判断模块对高压过热器出口温度反馈值作大于小于判断，即当高压过热器出口温度反馈值大于上限值或小于下限值时输出“1”，否则输出“0”；

s14，当第一rs触发器置为0时，执行输出第一温度设定值，作为第一级pid运算步骤的输出；否则执行输出第二温度设定值，作为第一级pid运算步骤；

s2，第二级pid运算步骤，其中包括：

s21，将高压过热器出口温度反馈值与上述的第一级pid运算步骤的输出值进行第二级pid运算，获得减温调整开度值；

s22，将高压过热器出口温度反馈值经第三判断模块后输出至与门模块的输入端，将燃机排气温度反馈值经第四判断模块后输出至与门模块的输入端，将主控制阀位置反馈值经第五判断模块后输出至与门模块的输入端；该与门模块的输出连接至第二rs触发器的s端，主控制阀位置反馈值经第六判断模块后连接至第二rs触发器的r端；其中，所述第三判断模块对高压过热器出口温度反馈值作大于判断，即当高压过热器出口温度反馈值大于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；所述第四判断模块对燃机排气温度反馈值作大于判断，即当燃机排气温度反馈值大于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；所述第五判断模块对主控制阀位置反馈值作大于判断，即当主控制阀位置反馈值大于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；所述第六判断模块对主控制阀位置反馈值作小于判断，即当主控制阀位置反馈值小于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；

s23，当第二rs触发器置为1时，执行输出减温调整开度值，用于控制高压减温水调整门的开度；否则执行输出常数值。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述的减温调整开度值按设定的速度变化率进行输出。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述第一级pid运算的输出上限为405，输出下限为209。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述第二级pid运算的输出上限为50，输出下限为0。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述第一判断模块的判断预设值为15，所述第二判断模块的上限值为545，下限值为530。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述第三判断模块的判断预设值为510，所述第四判断模块的判断预设值为1080，所述第五判断模块的判断预设值为8，所述第六判断模块的判断预设值为3。

本发明的有益效果是：在各种工况下主蒸汽温度控制效果良好，在满足减温器后过热度的同时将主蒸汽温度控制在设定值范围内，避免了主蒸汽过热度问题，启动成功率高，燃气-蒸汽联合循环机组热态启动时间相有效缩短，而且主蒸汽温度控制全过程自动化控制，无需人为介入操作，提高机组自动化程度，降低人为操作风险。

附图说明

图1为本发明的控制流程图。

具体实施方式

如下结合附图1对本申请方案作进一步描述：

一种燃气蒸汽联合循环机组主蒸汽温度自动控制方法，其包括有以下步骤：

s1，第一级pid运算步骤，其中包括：

s11，将机组负荷反馈值代入预设的第一线性函数，运算获得高压过热器出口温度的设定值，并将该设定值与高压过热器出口温度反馈值进行第一级pid运算，获得高压减温器的第一温度设定值；

s12，将主控制阀位置反馈值代入预设的第二线性函数，运算获得高压减温器的第二温度设定值；

s13，将主控制阀位置反馈值经第一判断模块后输出至第一rs触发器的s端，将高压过热器出口温度反馈值经第二判断模块后输出至第二rs触发器的r端；其中，所述第一判断模块对主控制阀位置反馈值作小于判断，即当主控制阀位置反馈值小于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；所述第二判断模块对高压过热器出口温度反馈值作大于小于判断，即当高压过热器出口温度反馈值大于上限值或小于下限值时输出“1”，否则输出“0”；

s14，当第一rs触发器置为0时，执行输出第一温度设定值，作为第一级pid运算步骤的输出；否则执行输出第二温度设定值，作为第一级pid运算步骤；

s2，第二级pid运算步骤，其中包括：

s21，将高压过热器出口温度反馈值与上述的第一级pid运算步骤的输出值进行第二级pid运算，获得减温调整开度值；

s22，将高压过热器出口温度反馈值经第三判断模块后输出至与门模块的输入端，将燃机排气温度反馈值经第四判断模块后输出至与门模块的输入端，将主控制阀位置反馈值经第五判断模块后输出至与门模块的输入端；该与门模块的输出连接至第二rs触发器的s端，主控制阀位置反馈值经第六判断模块后连接至第二rs触发器的r端；其中，所述第三判断模块对高压过热器出口温度反馈值作大于判断，即当高压过热器出口温度反馈值大于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；所述第四判断模块对燃机排气温度反馈值作大于判断，即当燃机排气温度反馈值大于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；所述第五判断模块对主控制阀位置反馈值作大于判断，即当主控制阀位置反馈值大于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；所述第六判断模块对主控制阀位置反馈值作小于判断，即当主控制阀位置反馈值小于判断预设值时输出“1”，否则输出“0”；

s23，当第二rs触发器置为1时，执行输出减温调整开度值，用于控制高压减温水调整门的开度；否则执行输出常数值。

作为优选方案，所述的减温调整开度值按设定的速度变化率进行输出，所述第一级pid运算的输出上限为405，输出下限为209，所述第二级pid运算的输出上限为50，输出下限为0，所述第一判断模块的判断预设值为15，所述第二判断模块的上限值为545，下限值为530。所述第三判断模块的判断预设值为510，所述第四判断模块的判断预设值为1080，所述第五判断模块的判断预设值为8，所述第六判断模块的判断预设值为3。

附图1中的通用图例说明：

解决本技术问题所存在的难点是：

若以主蒸汽温度为单一被调量，会出现因负荷变化导致主蒸汽温度上升，减温水短时间过量投入导致减温器后过热度不足；

若以减温器后温度为单一被调量，因减温器后温度与主蒸汽温度不存在对应关系，会出现减温器后温度满足要求，而主蒸汽温度不在设定值范围内。

因此，本发明采取双pid的控制思路，即用主蒸汽温度作为第一级pid的被调量，设定值由机组负荷对应函数给出，其输出作为第二级pid的设定值，用以控制减温器后的温度。并通过实时计算减温器后过热度，保证减温水投入的上限。其中第一级pid强化了积分作用，即对被调量主蒸汽温度累积变化做出响应，对瞬时变化延缓调整，第二级pid强化了微分作用，即对减温器后温度变化做出快速调整。即，可在满足减温器后过热度要求下，快速的调整减温水投入量，从而达到控制主蒸汽温度的目的。同时根据主蒸汽温度的变化情况，通过时间累积反应其蓄热情况变化，动态调整减温器后温度设定值，从而调整减温水投入量，避免出现负荷短时波动造成调节扰动。

例如：在当机组启动至负荷＜250mw控制方式为：

当主蒸汽温度＜530℃或＞545℃且主蒸汽阀开度＜15％时，采用单冲量控制，即主蒸汽阀开度与温度之间的函数输出作为减温器后温度pid设定值，进而控制高压过热蒸汽减温水调节阀。

当主蒸汽温度＞530℃且＜545℃时，采用三冲量控制，即主控制器根据负荷函数设定值控制主蒸汽温度，pid输出值根据数据分析确定范围为303-405，且输出值为副控制器设定值与主蒸汽减温水后温度pid输出值控制主蒸汽减温水调节阀开度，输出值范围根据启动数据经验设置为0-50％。

在机组启动至负荷＞250mw控制方式为：采取固定主蒸汽温度设定值，pid输出减温器后温度设定值的控制方式。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。