一种实现大型火电厂凝结水泵自动变频的控制方法与流程

1.本发明涉及火力发电的技术领域，更具体地说，是涉及一种实现大型火电厂凝结水泵自动变频的控制方法。


背景技术：

2.随着电力负荷峰谷差日益加大和随机性、间歇性可再生能源电源大规模接入，电力系统对火电机组调峰能力提出了更高要求，对火电机组深度调峰的技术研究，对提升火电机组调峰能力，适应电网要求，改善火电机组的经济性和环保性有着重要意义。
3.目前，专门针对火电机组50％额定负荷及以下的深度调峰技术有限，通常会借用启停机的措施来进行调峰。而在机组的启、停状态中，凝结水泵的出口压力需要足够高，也就是将凝结水泵高压变频器的转速其会随负荷下降而逐渐上升，从而排出最初的热水、汽水混合物、饱和蒸汽和过热度不足的过热蒸汽；但是在机组调峰状态中，并不需要提高凝结水泵的出口压力来降低负荷，而目前做法将机组调峰与启停机统一处理，造成了凝结水泵高压变频器的电耗盲目偏大，并不利于节能减排以及智能化的生产需求。


技术实现要素：

4.本发明的首要目的是针对现有技术存在的问题，提供一种实现大型火电厂凝结水泵自动变频的控制方法，根据机组的运行实况来智能切换机组运行自动控制模式和机组启停机控制模式，通过自动适应的凝结水泵转速，也就是自动调节凝结水泵的出口压力，以起到智能化调节以实现节能降耗与智能化的作用。
5.本发明所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：一种实现大型火电厂凝结水泵自动变频的控制方法，包括机组运行自动控制模式和机组启停控制模式；所述运行自动控制模式应用于火电机组负荷超临界的情况，将凝结水泵的高压变频器转速按照凝结水泵出口压力曲线实现分段调节；所述机组启停控制模式应用于启停火电机组的情况，将凝结水泵的高压变频器转速随负荷下降而逐渐上升，以在启停机时将机组内的过热蒸汽排出，对火电机组的机组负荷、低旁压力调门开度、低旁减温水调门开度设置相应的临界值，通过检测火电机组运行时的机组负荷、低旁压力调门开度、低旁减温水调门开度，将实际所测数据与设定的临界值进行比对，根据比对结果自动切换进入所述运行自动控制模式、所述机组启停控制模式或者调峰模式，驱使凝结水泵的高压变频器转速按照相应模式执行。
6.优选地，所述机组负荷的临界值设定为50％额定负荷，所述低旁压力调门开度的临界值设定为5%，所述低旁减温水调门开度的临界值设定为50%；当机组负荷＞50％额定负荷时，进入所述运行自动控制模式；当机组负荷＜50％额定负荷并且低旁压力调门开度＞10%或者低旁减温水调门开度＞50%时，进入所述机组启停控制模式；当机组负荷＜50％额定负荷并且低旁压力调门开度≤10%或者低旁减温水调门开度≤50%时，进入调峰模式。
7.优选地，所述机组负荷为300mw。
8.优选地，所述调峰模式用于将凝结水泵的高压变频器转速降低，以将凝结水泵的出口压力降低至指定值。
9.优选地，在所述调峰模式中，需要将所述凝泵的出口压力降至1.4mpa，该出口压力对应的机组负荷为0-300mw。
10.优选地，所述机组启停控制模式用于在启动或者停止火电机组时，将凝结水泵的高压变频器转速升高，以将凝结水泵的出口压力升高至指定值，从而将机组内的过热蒸汽排出。
11.优选地，在所述机组启停控制模式中，需要将所述凝泵的出口压力升至2.0mpa。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明方法主要应用于火电机组50％额定负荷及以下的深度调峰和启停机操作，通过对火电机组的运行实况进行识别，找出机组在50％额定负荷及以下的情况，再对低旁压力调门开度、低旁减温水调门开度设置判断条件，根据判断结果智能切换进入深度调峰或者启停机模式，从而将深度调峰和启停机的操作区分开，在不同的模式中，对凝结水泵的转速进行相应控制，进而产生相应的凝结水泵出口压力。本发明方法按照深度调峰和启停机的需求分开处理，避免了在调峰时凝结水泵出口压力过大而造成能源损耗的情况，以智能化调节的方法，实现节能降耗与智能化功能。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
14.图1为本发明的工作流程图；表1为运行自动控制模式采用的300mw以上的凝泵出口压力-负荷分段函数；表2为机组启停控制模式采用的0-600mw的凝泵出口压力-负荷分段函数；表3为调峰模式采用的0-600mw凝泵出口压力-负荷分段函数；表4为单独调峰模式前后的凝结水泵电力性能和出口压力对比；表5为单独调峰模式前后的凝结水泵功耗对比。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
16.本实施例提供了一种实现大型火电厂凝结水泵自动变频的控制方法，应用于600mw级超临界火电厂凝结水泵高压变频控制系统，该方法为对控制系统分别设置机组运行自动控制模式、机组启停控制模式、以及调峰模式，根据机组的运行实况，而相应设定凝结水泵的转速，从而驱使凝结水泵根据不同的运行需求而产生不同的出口压力，减少了凝结水泵的电能损耗。
17.首先，本实施例对机组负荷进行测定，从而判断进入机组运行自动控制模式还是
机组启停控制模式/调峰模式。
18.具体地，所述运行自动控制模式应用于火电机组负荷超过50%的情况，当火电机组的负荷＞300mw，运行自动控制模式将凝结水泵的高压变频器转速按照凝结水泵出口压力曲线实现分段调节，300mw以上的凝泵出口压力-负荷分段函数请见下述表1：表1当机组负荷≤300mw时，控制系统进入机组启停控制模式/调峰模式，至于具体是启停机操作还是调峰操作，本发明方法对此设置了判断条件，判断条件是对低旁压力调门开度或者低旁减温水调门开度进行测定并反馈，以识别出机组的真实需求，再控制高压变频器的转速，以达到不同的出口压力。
19.具体地，当机组负荷＜300mw并且低旁压力调门开度＞10%或者低旁减温水调门开度＞50%时，则判断机组处于启、停机状态，系统进入机组启停控制模式。
20.所述机组启停控制模式应用于启停火电机组的情况，启停机组时都需要排出最初的热水、汽水混合物、饱和蒸汽和过热度不足的过热蒸汽，因此需要耗费大量的凝结水。机组启停控制模式中，凝结水泵的高压变频器转速随负荷下降而逐渐上升，凝结水泵高压变频器的转速决定了凝结水泵的出口压力，从而能够产生足量的凝结水。本实施例中，所述机组启停控制模式会驱动凝结水泵转速升高，凝结水泵的出口压力随之升高，具体为通过自动提高偏置以0.1mpa/s速率的方式提高凝结水泵出口压力至2mpa，当出口压力升至2mpa时，机组负荷会逐渐降低，最后逐渐降至0。
21.本实施例中，300mw以下的凝泵出口压力顶压为2mpa，即300mw负荷对应1.4mpa压力，250mw至0mw负荷对应为2mpa压力，0-600mw的凝泵出口压力-负荷分段函数请见下述表2：表2当机组负荷＜300mw并且低旁压力调门开度≤10%或者低旁减温水调门开度≤50%时，判断机组处于调峰状态，系统进入调峰模式。
22.所述调峰模式用于将凝结水泵的高压变频器转速降低，以将凝结水泵的出口压力降低至指定值。本实施例中，所述调峰模式需要将所述凝泵的出口压力以0.06mpa/s的速率降至1.4mpa，并无扰切换至运行自动控制模式，1.4mpa出口压力对应的机组负荷为0-300mw，。
23.所述调峰模式所采用的凝泵出口压力-负荷分段函数请见下述表3：表3本控制方法对火电机组的机组负荷、低旁压力调门开度、低旁减温水调门开度设
置相应的临界值，通过检测火电机组运行时的机组负荷、低旁压力调门开度、低旁减温水调门开度，将实际所测数据与设定的临界值进行比对，根据比对结果自动切换进入所述运行自动控制模式、所述机组启停控制模式或者调峰模式，驱使凝结水泵的高压变频器转速按照相应模式执行。
24.尤其是在调峰模式中，本控制方法将原来的压力随负荷下降而逐渐上升的设计（顶压为2.1mpa），优化为自动调节凝结水泵转速以保持凝结水泵出口压力在1.4mpa，该出口压力值对应的凝结水量不仅满足减温水系统的总需求量，还能大大降低高压变频器的电能损耗，实现了节能降耗与智能化调节两大功能。
25.为了验证本发明对于节省凝结水泵电耗的有效性，本实施例对于原有的机组启停与调峰共用模式、以及本发明提出的单独调峰模式这两种做法，进行了电力性能和出口压力对比，现场收集的技术数据如表4所示：表4从表4的数据结果可以看出，自动切换启停机模式以及调峰模式之后，凝结水泵的电耗显著降低，并且足以满足减温水系统的总需求量，同样达到了调峰效果。
26.进一步地，我们将设置调峰模式前和设置调峰模式后的凝结水泵功耗进行对比，机组启停与调峰在改造前共用一套模式，改造后则单独设置了调峰模式，改造前后的功耗差异如表5所示：表5从表5的数据可以看出，利用本发明方法识别并切换进入调峰模式后，相比于常规的借用启停机模式来实现调峰，可以节约电量26.38万kw
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h，平均节电率达到29.6%。
27.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施
方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围。