一种炉循泵水位控制方法与流程

1.本发明主要涉及火电厂等工业直流锅炉(带炉循泵)启动、停运过程中，水位调整、干、湿态转换的自动控制技术，特别是涉及一种炉循泵水位控制方法。


背景技术：

2.目前直流锅炉(带炉循泵)启动、停运过程中，水位调整、干、湿态转换是非常关键的操作。长期以来，受自动控制技术所限，一直采用人工手动操作的方式，操作人员按照操作票步骤，综合考虑锅炉上水流量、给水流量、主汽压力、分离器水位及分离器储水箱水位等关键点，不断调节锅炉上水调门开度、给水泵的转速等调解量，最终完成水位调整、干、湿态转换。在操作过程中，由于人员技术力量差异，该操作存在较大的安全风险。


技术实现要素：

3.根据上述问题，本发明公开了一种炉循泵水位控制方法，基于火电厂等工业自动控制特点，从智能、自动、安全的角度出发，实现直流锅炉(带炉循泵)水位调整、干、湿态转换等自动完成，减少人员操作量，减少安全风险，为实现日后的机组一键启、停奠定基础，用于解决现有技术中人工完成直流锅炉(带炉循泵)水位调整、干、湿态转换的风险问题。
4.在本发明的一些实施例中，公开了一种炉循泵水位控制方法，应用于带有炉水循环泵的直流锅炉。
5.其控制方法包括：
6.判断直流锅炉水位控制的允许条件；
7.当直流锅炉当前运行参数达到进行直流锅炉水位控制的允许条件时，进行炉水循环泵的水位自动调整；
8.在炉水循环泵水位的自动调整过程中，判定直流锅炉水位控制的完成条件；
9.根据当前炉水循环泵当前水位参数，当判定直流锅炉当前运行参数达到完成条件时，完成当前阶段的炉水循环泵的水位自动调整。
10.基于上述基本构思，本技术方案主要分为三部分，一是分离器储水箱水位自动调整，二是由湿态转干态自动操作，三是由干态转湿态自动操作，最终实现直流锅炉(带炉循泵)水位调整、干、湿态转换等自动完成。
11.在实际的技术应用中：
12.1.分离器储水箱水位自动调整
13.直流锅炉水位控制的允许条件为：第一运行状态为水循环泵启动、炉循泵出口调门达到第一开度区间、主给水电动门关闭。
14.分离器储水箱水位自动调整过程包括：判断比较直流锅炉的当前分离器水位变化率和分离器水位第一变化率、分离器储水箱水位变化率和分离器储水箱水位第一变化率的大小关系；
15.若分离器水位变化率和分离器储水箱水位变化率均小于分离器水位第一变化率
和分离器储水箱水位第一变化率则开大主给水电动门旁路调门；
16.若分离器水位变化率和分离器储水箱水位变化率均大于分离器水位第一变化率和分离器储水箱水位第一变化率，则继续判断直流锅炉的主气压变化率与主汽压第一变化率的大小关系；
17.若直流锅炉的主气压变化率大于主汽压第一变化率，则继续判断分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第一水位的大小关系；
18.若分离器水位和储水箱水位均小于分离器第一水位和储水箱第一水位则开大主给水电动门旁路调门，继续执行直流锅炉的当前分离器水位变化率和分离器储水箱水位变化率相对于分离器水位第一变化率和分离器储水箱水位第一变化率的比较判断；
19.若直流锅炉的主气压变化率小于主汽压第一变化率，则继续判断分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第二水位的大小关系；
20.若分离器水位和储水箱水位均大于分离器第一水位和储水箱第一水位则关小主给水电动门旁路调门。
21.2.由湿态转干态自动操作
22.直流锅炉水位控制的允许条件为：直流锅炉的机组运行达到第一负荷区间、单位时间燃煤量达到第一煤量区间且保持稳定、直流锅炉在湿态运行、主给水电动门关闭、汽泵转速达到第一转速值；
23.由湿态转干态自动操作过程为：
24.判断比较分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第三水位的大小关系；
25.若分离器水位和储水箱水位均小于分离器第一水位和储水箱第三水位，则继续判断炉循泵出口调门的开度与炉循泵出口调门第一开度的大小关系；
26.若炉循泵出口调门的开度大于炉循泵出口调门第一开度，则关小炉循泵出口调门，持续预设时长后，并继续判断比较分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第三水位的大小关系；
27.若炉循泵出口调门的开度小于炉循泵出口调门第一开度，则全关炉循泵出口电动门，停运炉循泵并投入给水自动，完成由湿态转干态自动操作；
28.判断比较分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第三水位的大小关系的同时，判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
29.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差大于主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值，则开大主给水旁路调门，并继续判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
30.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差小于主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值，则关小主给水旁路调门，并继续判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系。
31.3.由干态转湿态自动操作
32.直流锅炉水位控制的允许条件为：直流锅炉的机组运行达到第一负荷区间且保持稳定，锅炉在干态运行，直流锅炉过热度小于第一过热度，主给水电动门已关闭，汽泵已退
出并列运行；
33.由干态转湿态自动操作过程为：
34.解除给水自动，并启动炉水循环泵，判断比较储水箱水位和储水箱第二水位的大小关系；
35.若储水箱水位大于储水箱第二水位时，则开大炉循泵出口调门，并判断比较炉循泵出口调门开度和炉循泵出口调门第一开度的大小关系；
36.若炉循泵出口调门开度小于炉循泵出口调门第一开度，则持续预设时长后，并继续判断比较储水箱水位和储水箱第二水位的大小关系；
37.若炉循泵出口调门开度大于炉循泵出口调门第一开度，则判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
38.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差大于主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值，则开大主给水旁路调门，并继续判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
39.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差小于主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值，则关小主给水旁路调门，并继续判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
40.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差处于主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值和主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值之间时，完成由干态转湿态自动操作，并执行分离器储水箱水位自动调整。
41.将上述三个流程以模块方式写入dcs中，并以操作窗口的形式实现人机交互，减少人员操作量，减少操作风险，提高自动化率。
42.本发明的有益效果在于：
43.1)有效解决人员操作失误带来的安全风险。
44.2)提高操作效率，节省工作时间。
45.3)提高自动化投入率。
附图说明
46.图1为本发明实施例一种炉循泵水位控制方法中，分离器储水箱水位自动调整过程流程图；
47.图2为本发明实施例一种炉循泵水位控制方法中，由湿态转干态自动操作过程流程图；
48.图3为本发明实施例一种炉循泵水位控制方法中，由干态转湿态自动操作过程流程图。
具体实施方式
49.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
50.本发明基于火电厂等工业自动控制特点，从智能、自动、安全的角度出发，实现直
流锅炉(带炉循泵)水位调整、干、湿态转换等自动完成，公开了一种炉循泵水位控制方法，应用于带有炉水循环泵的直流锅炉。
51.炉循泵水位控制方法包括：
52.判断直流锅炉水位控制的允许条件；
53.当直流锅炉当前运行参数达到进行直流锅炉水位控制的允许条件时，进行炉水循环泵的水位自动调整；
54.在炉水循环泵水位的自动调整过程中，判定直流锅炉水位控制的完成条件；
55.根据当前炉水循环泵当前水位参数，当判定直流锅炉当前运行参数达到完成条件时，完成当前阶段的炉水循环泵的水位自动调整。
56.基于上述构思，需要说明的是，判断直流锅炉水位控制的允许条件包括：
57.预设直流锅炉的第一运行状态，并对比直流锅炉的当前运行状态是否满足第一运行状态；
58.当直流锅炉的当前运行状态满足第一运行状态的条件时，判断直流锅炉达到直流锅炉水位控制的允许条件。
59.直流锅炉水位控制的完成条件包括：
60.预设直流锅炉的第二运行状态，并对比经过炉水循环泵水位的自动调整过程后的直流锅炉的当前运行状态是否满足第二运行状态；
61.当直流锅炉的当前运行状态满足第二运行状态的条件时，判断直流锅炉达到直流锅炉水位控制的完成条件。
62.基于上述说明，其中，第一运行状态可根据预设不同的直流锅炉运行参数组合，设置多种不同的直流锅炉水位控制的允许条件，不同的第一运行状态对应的不同的炉水循环泵水位的自动调整过程。
63.第二运行状态可根据预设不同的直流锅炉运行参数值，设置多种不同的直流锅炉水位控制的完成条件，不同的炉水循环泵水位的自动调整过程对应的不同的第二运行状态。
64.在本发明的一些实施例中，炉循泵水位控制方法具体可以为：
65.当判断直流锅炉的当前运行状态满足第一运行状态时，执行当前第一运行状态对应的自动调整过程；
66.根据多个不同的第一运行状态对应预设不同的直流锅炉的运行参数阈值，比对直流锅炉的当前运行参数值与运行参数阈值；
67.根据运行参数阈值对当前运行参数值进行调整，以调整直流锅炉的当前运行状态，直到直流锅炉的当前运行状态满足当前自动调整过程所对应的第二运行状态的条件，炉水循环泵的水位自动调整过程结束。
68.在实际的生产应用中，本发明的技术方案中炉水循环泵的水位自动调整过程主要可以分为三部分，一是分离器储水箱水位自动调整，二是由湿态转干态自动操作，三是由干态转湿态自动操作，最终实现直流锅炉(带炉循泵)水位调整、干、湿态转换等自动完成。
69.1.分离器储水箱水位自动调整(如图1)
70.直流锅炉水位控制的允许条件为：第一运行状态为水循环泵启动、炉循泵出口调门达到第一开度区间、主给水电动门关闭。
71.运行参数阈值包括：
72.分离器水位第一变化率、分离器储水箱水位第一变化率、主汽压第一变化率、分离器第一水位、储水箱第一水位和储水箱第二水位。
73.分离器储水箱水位自动调整过程包括：判断比较直流锅炉的当前分离器水位变化率和分离器水位第一变化率、分离器储水箱水位变化率和分离器储水箱水位第一变化率的大小关系；
74.若分离器水位变化率和分离器储水箱水位变化率均小于分离器水位第一变化率和分离器储水箱水位第一变化率则开大主给水电动门旁路调门；
75.若分离器水位变化率和分离器储水箱水位变化率均大于分离器水位第一变化率和分离器储水箱水位第一变化率，则继续判断直流锅炉的主气压变化率与主汽压第一变化率的大小关系；
76.若直流锅炉的主气压变化率大于主汽压第一变化率，则继续判断分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第一水位的大小关系；
77.若分离器水位和储水箱水位均小于分离器第一水位和储水箱第一水位则开大主给水电动门旁路调门，继续执行直流锅炉的当前分离器水位变化率和分离器储水箱水位变化率相对于分离器水位第一变化率和分离器储水箱水位第一变化率的比较判断；
78.若直流锅炉的主气压变化率小于主汽压第一变化率，则继续判断分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第二水位的大小关系；
79.若分离器水位和储水箱水位均大于分离器第一水位和储水箱第一水位则关小主给水电动门旁路调门。
80.2.由湿态转干态自动操作(如图2)
81.直流锅炉水位控制的允许条件为：直流锅炉的机组运行达到第一负荷区间、单位时间燃煤量达到第一煤量区间且保持稳定、直流锅炉在湿态运行、主给水电动门关闭、汽泵转速达到第一转速值；
82.运行参数阈值包括：
83.分离器第一水位、储水箱第三水位、主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值、炉循泵出口调门第一开度。
84.由湿态转干态自动操作过程为：
85.判断比较分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第三水位的大小关系；
86.若分离器水位和储水箱水位均小于分离器第一水位和储水箱第三水位，则继续判断炉循泵出口调门的开度与炉循泵出口调门第一开度的大小关系；
87.若炉循泵出口调门的开度大于炉循泵出口调门第一开度，则关小炉循泵出口调门，持续预设时长后，并继续判断比较分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第三水位的大小关系；
88.若炉循泵出口调门的开度小于炉循泵出口调门第一开度，则全关炉循泵出口电动门，停运炉循泵并投入给水自动，完成由湿态转干态自动操作；
89.判断比较分离器水位和分离器第一水位、储水箱水位和储水箱第三水位的大小关系的同时，判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差
值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
90.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差大于主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值，则开大主给水旁路调门，并继续判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
91.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差小于主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值，则关小主给水旁路调门，并继续判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系。
92.需要注意的是，顺控结束后，操作人员应监视分离器出口过热度变化，及时调整过热度偏置。
93.停运炉循泵后，操作人员应重点监视锅炉受热面壁温等参数变化情况。
94.3.由干态转湿态自动操作(如图3)
95.直流锅炉水位控制的允许条件为：直流锅炉的机组运行达到第一负荷区间且保持稳定，锅炉在干态运行，直流锅炉过热度小于第一过热度，主给水电动门已关闭，汽泵已退出并列运行。
96.运行参数阈值包括：
97.储水箱第二水位、炉循泵出口调门第一开度、主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值。
98.由干态转湿态自动操作过程为：
99.解除给水自动，并启动炉水循环泵，判断比较储水箱水位和储水箱第二水位的大小关系；
100.若储水箱水位大于储水箱第二水位时，则开大炉循泵出口调门，并判断比较炉循泵出口调门开度和炉循泵出口调门第一开度的大小关系；
101.若炉循泵出口调门开度小于炉循泵出口调门第一开度，则持续预设时长后，并继续判断比较储水箱水位和储水箱第二水位的大小关系；
102.若炉循泵出口调门开度大于炉循泵出口调门第一开度，则判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
103.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差大于主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值，则开大主给水旁路调门，并继续判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
104.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差小于主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值，则关小主给水旁路调门，并继续判断比较主蒸汽流量与锅炉上水流量差与主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值、主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值的大小关系；
105.若主蒸汽流量与锅炉上水流量差处于主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值和主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值之间时，完成由干态转湿态自动操作，并执行分离器储水箱水位自动调整。
106.需要说明的是，在实际的生产应用中，针对于上述三个调整流程中的参数阈值的设定：
107.炉循泵出口调门第一开度区间为50％
±
5％；
108.第一负荷区间为200～240mw；
109.第一煤量区间为120～130t/h；
110.第一转速值为4200rpm；
111.第一过热度为10℃；
112.分离器水位第一变化率为0％；
113.分离器储水箱水位第一变化率为0％；
114.主汽压第一变化率为0％；
115.分离器第一水位为3m；
116.储水箱第一水位为6m，储水箱第二水位为5.5m；储水箱第三水位为6.5m；
117.炉循泵出口调门第一开度为50％；
118.主蒸汽流量与锅炉上水流量第一差值为100t/h，主蒸汽流量与锅炉上水流量第二差值为50t/h；
119.预设时长为5s。
120.将上述三个流程以模块方式写入dcs中，并以操作窗口的形式实现人机交互，减少人员操作量，减少操作风险，提高自动化率。
121.在直流锅炉(带炉循泵)启动、停运过程中，水位调整、干、湿态转换是非常关键的操作，本发明的一种炉循泵水位控制方法基于火电厂等工业自动控制特点，从智能、自动、安全的角度出发，实现直流锅炉(带炉循泵)水位调整、干、湿态转换自动完成，减少人员操作量，减少安全风险，为实现日后的机组一键启、停奠定基础。
122.本发明的有益效果在于：
123.1)有效解决人员操作失误带来的安全风险。
124.2)提高操作效率，节省工作时间。
125.3)提高自动化投入率。
126.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。