一种深度调峰过程中水煤配比关系复合调节系统及方法与流程

本发明涉及超(超)临界燃煤发电机组
技术领域：
，特别涉及一种深度调峰过程中水煤配比关系复合调节系统及方法。
背景技术：
：超(超)临界机组所能达到的最低安全稳定运行负荷决定了深度调峰的低限，机组允许的最小燃料量及最小给水流量是深度调峰低限的两个主要影响因素。水煤配比的合理性直接影响超(超)临界机组运行安全性，通过中间点温度或过热度反映水煤配比失调的状况并调整给水流量或燃料量对水煤配比关系进行修正的控制回路称为“水煤比”调节回路。超(超)临界机组现有的“水煤比”调节技术为：锅炉主控给出燃料量及给水流量基础设定值，通过修正给水流量调整水煤配比关系的水跟煤控制方法，或通过修正燃料量调整水煤配比关系的煤跟水控制方法，或同时修正燃料量及给水流量调整水煤配比关系的复合调节控制方法，其中复合调节控制方法以燃料量及给水流量同时调整后对中间点温度或过热度影响特性为基础，适用于燃料量及给水流量均具备调节能力的运行工况，主要应用于中间点温度或过热度偏离需求值较大工况时的超驰调整。超(超)临界机组深度调峰运行期间，随机组负荷的降低，给水流量或燃料量逐渐接近并达到最低限制值而无法继续下调，在此情况下，采用现有的水跟煤或煤跟水控制方法会发生水煤配比调节失效的问题，采用现有的复合调节控制方法对于仅采用燃料量或给水流量单一变量进行调整后引起温度响应特性发生改变的适应能力有限。以上问题均会影响机组低负荷深度调峰过程中水煤配比关系失调，导致中间点温度或过热度偏离需求范围，影响机组安全运行。技术实现要素：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种深度调峰过程中水煤配比关系复合调节系统及方法，在机组深度调峰过程中，当给水流量设定值高于给水流量低限值时，通过给水流量对中间点温度或过热度进行调整；当给水流量设定值低于给水流量低限值无法继续下调时，通过燃料量对中间点温度或过热度进行调整，同时对以上两种工况pid调节作用进行区分以匹配不同的响应特性，利用给水流量及燃料量上调能力保证合理的水煤比关系。为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种深度调峰过程中水煤配比关系复合调节系统，包括中间点温度或过热度设定值ai输入1，中间点温度或过热度设定值ai输入1连接第一pid调节器5设定值sp，第一pid调节器5反馈值pv连接中间点温度或过热度测量值ai输入2，第一pid调节器5输出连接模拟量选择模块8输入n；中间点温度或过热度设定值ai输入1还连接第二pid调节器6设定值sp，第二pid调节器6反馈值pv连接中间点温度或过热度测量值ai输入2，第二pid调节器6输出连接模拟量选择模块8输入y，模拟量选择模块8输出连接给水流量修正指令ao输出16；模拟量选择模块8输出还连接加法器10输入，加法器10输入连接第一折线函数9输出，第一折线函数9输入连接锅炉主控指令ai输入3，加法器10输出连接选大值模块11输入，选大值模块11输入还连接给水流量低限值ai输入4，选大值模块11输出连接给水流量设定值ao输出18；加法器10输出还连接减法器12被减数，减法器12减数连接给水流量低限值ai输入4，减法器12输出连接低限判断模块7输入，低限判断模块7输出连接模拟量选择模块8选择端；减法器12输出还连接第三折线函数14输入；模拟量选择模块8输出还连接第二折线函数13输入，第二折线函数13输出连接选小值模块15输入，选小值模块15输入还连接第三折线函数14输出，选小值模块15输出连接燃料量修正指令ao输出17。基于上述一种深度调峰过程中水煤配比关系复合调节系统的调节方法，具体调节步骤如下：(1)中间点温度或过热度设定值与反馈值经第一pid调节器5进行调节运算产生水煤比调节指令1a，第一pid调节器5适用于给水流量调整水煤配比关系工况，中间点温度或过热度设定值与反馈值经第二pid调节器6进行调节运算产生水煤比调节指令2b，第二pid调节器6适用于燃料量调整水煤配比关系工况；(2)锅炉主控指令通过第一折线函数9转换为给水流量基础设定值d，给水流量基础设定值d与给水流量修正指令c通过加法器10叠加形成修正后给水流量设定值e，修正后给水流量设定值e与给水流量低限值通过选大值模块11进行大选后产生给水流量设定值g，经过大选后的给水流量设定值g始终高于给水流量低限值并送至下一级给水流量调节回路；(3)修正后给水流量设定值e与给水流量低限值通过减法器12进行减法计算产生给水流量越限值h；(4)通过低限判断模块7对给水流量越限值h进行判断，给水流量越限值h小于0时，通过模拟量选择模块8使给水流量修正指令c等于水煤比调节指令2b，给水流量越限值h大于或等于0时，通过模拟量选择模块8使给水流量修正指令c等于水煤比调节指令1a；(5)依据给水流量与燃料量配比关系，通过第二折线函数13将给水流量修正指令c转换为对应的燃料量修正指令1f，通过第三折线函数将给水流量越限值h转换为对应的燃料量修正限制值i，燃料量修正指令1f与燃料量修正限制值i经选小值模块15进行小选并输出燃料量修正指令j，燃料量修正指令j送至下一级燃料量调节回路对燃料量进行调整。本发明的有益效果：本发明所述的一种深度调峰过程中水煤配比复合调节系统及方法，在机组深度调峰过程中，当给水流量设定值高于给水流量低限值时，通过给水流量对中间点温度或过热度进行调整；当给水流量设定值低于给水流量低限值无法继续下调时，通过燃料量对中间点温度或过热度进行调整；同时对以上两种工况pid调节作用进行区分以匹配不同的响应特性。通过以上调节，在机组深度调峰过程，充分利用给水流量及燃料量上调能力，解决了现有的水跟煤或煤跟水控制方法出现水煤配比调节失效的问题，同时提高了燃料量或给水流量单一变量调整时引起温度响应特性改变后调节回路的适应能力，对于机组低负荷深度调峰过程中水煤配比关系及中间点温度或过热度调节品质具有改善作用，有利于保证深度调峰机组低负荷阶段安全运行。附图说明图1为本发明的结构示意图。图中：中间点温度或过热度设定值ai输入1、中间点温度或过热度测量值ai输入2、锅炉主控指令ai输入3、给水流量低限值ai输入4、第一pid调节器5、第二pid调节器6、低限判断模块7、模拟量选择模块8、第一折线函数9、加法器10、选大值模块11、减法器12、第二折线函数13、第三折线函数14、选小值模块15、给水流量修正指令ao输出16、燃料量修正指令ao输出17、给水流量设定值ao输出18；a-水煤比调节指令1；b-水煤比调节指令2；c-给水流量修正指令；d-给水流量基础设定值；e-修正后给水流量设定值；f-燃料量修正指令1；g-给水流量设定值；h-给水流量越限值；i-燃料量修正限制值；j-燃料量修正指令。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。参照图1，一种深度调峰过程中水煤配比复合调节系统，包括：中间点温度或过热度设定值ai输入1、中间点或过热度测量值ai输入2、锅炉主控指令ai输入3、给水流量低限值ai输入4、第一pid调节器5、第二pid调节器6、低限判断模块7、模拟量选择模块8、第一折线函数9、加法器10、选大值模块11、减法器12、第二折线函数13、第三折线函数14、选小值模块15、给水流量修正指令ao输出16、燃料量修正指令ao输出17、给水流量设定值ao输出18。所述中间点温度或过热度ai输入1连接第一pid调节器5设定值sp，第一pid调节器5反馈值pv连接中间点温度或过热度测量值ai输入2，第一pid调节器5输出连接模拟量选择模块8输入n；中间点温度或过热度ai输入1还连接第二pid调节器6设定值sp，第二pid调节器6反馈值pv连接中间点温度或过热度测量值ai输入2，第二pid调节器6输出连接模拟量选择模块8输入y，模拟量选择模块8输出连接给水流量修正指令ao输出16；模拟量选择模块8输出还连接加法器10输入，锅炉主控指令ai输入3连接第一折线函数9输入，第一折线函数9输出连接加法器10输入，加法器10输出连接选大值模块11输入，选大值模块11输入还连接给水流量低限值ai输入4，选大值模块11输出连接给水流量设定值ao输出18；加法器10输出还连接减法器12被减数，给水流量低限值ai输入4连接减法器12减数，减法器12输出连接低限判断模块7输入，低限判断模块7输出连接模拟量选择模块8选择端；减法器12输出还连接第三折线函数14输入；模拟量选择模块8输出还连接第二折线函数13输入，第二折线函数13输出连接选小值模块15输入，选小值模块15输入还连接第三折线函数14输出，选小值模块15输出连接燃料量修正指令ao输出17。基于上述一种深度调峰过程中水煤配比关系复合调节系统的调节方法，包括：区分给水流量及燃料量pid调节作用、给水流量设定值生成及限制、给水流量越限值计算、给水流量修正指令选择、燃料量修正指令计算及限制，具体控制方法如下：(1)中间点温度或过热度设定值与反馈值经第一pid调节器5进行调节运算产生水煤比调节指令1a，第一pid调节器5适用于给水流量调整水煤配比关系工况，中间点温度或过热度设定值与反馈值经第二pid调节器6进行调节运算产生水煤比调节指令2b，第二pid调节器6适用于燃料量调整水煤配比关系工况；(2)锅炉主控指令通过第一折线函数9转换为给水流量基础设定值d，给水流量基础设定值d与给水流量修正指令c通过加法器10叠加形成修正后给水流量设定值e，修正后给水流量设定值e与给水流量低限值通过选大值模块11进行大选后产生给水流量设定值g，经过大选后的给水流量设定值g始终高于给水流量低限值并送至下一级给水流量调节回路；(3)修正后给水流量设定值e与给水流量低限值通过减法器12进行减法计算产生给水流量越限值h；(4)通过低限判断模块7对给水流量越限值h进行判断，给水流量越限值h小于0时，通过模拟量选择模块8使给水流量修正指令c等于水煤比调节指令2b，给水流量越限值h大于或等于0时，通过模拟量选择模块8使给水流量修正指令c等于水煤比调节指令1a；(5)依据给水流量与燃料量配比关系，通过第二折线函数13将给水流量修正指令c转换为对应的燃料量修正指令1f，通过第三折线函数将给水流量越限值h转换为对应的燃料量修正限制值i，燃料量修正指令1f与燃料量修正限制值i经选小值模块15进行小选并输出燃料量修正指令j，燃料量修正指令j送至下一级燃料量调节回路对燃料量进行调整。所述的第一折线函数9按照不同锅炉主控指令需求的基础给水流量进行设置，以给水流量与燃料量按照3:1的配比关系，第二折线函数13设置为：输入t/h-3000300输出t/h1000-100第三折线函数14设置为：输入t/h-3000300输出t/h10000。当前第1页12