本發明涉及火電機組旁路的控制技術,尤指一種二次再熱火電機組旁路的控制方法和系統。
背景技術:
當前我國開始大力發展二次再熱超超臨界機組,二次再熱機組其熱力系統結構不同于一次再熱機組,其汽輪機汽缸組成分別為超高壓缸、高壓缸、中壓缸、低壓缸,其旁路相應需要設置三級:高壓旁路、中壓旁路、低壓旁路。三級旁路在機組啟動開始到機組正常沖轉、并網運行或故障停機全流程均發揮重要作用。體現在減少蒸汽向空排放、縮短機組啟動時間、保護再熱器、減少汽機調速汽門、進汽口及葉片的硬粒侵蝕等方面。但由于二次再熱機組在我國剛剛起步,故目前尚無一套三級旁路的全流程自動控制方法。目前國內使用的三級旁路控制方法無法實現從點火開始到機組正常沖轉、并網運行或故障停機全流程的自動控制,手動控制則無法將旁路作用充分發揮,尤其在鍋爐升溫升壓、鍋爐熱態沖洗、汽機甩負荷后以及主燃料跳閘(mft)四個環節存在無法自動銜接的問題,導致旁路處于手動控制方式,對機組的快速啟動、安全運行、故障處理均有重大影響。
技術實現要素:
為了解決上述技術問題,本發明提供了一種二次再熱火電機組旁路的控制方法和系統,能夠實現二次再熱火電機組旁路的全流程自動化控制。
為了達到本發明目的,本發明提供了一種二次再熱火電機組旁路控制方法,該方法包括:
當與汽輪機超高壓氣缸組相對應的高壓旁路達到預設的判斷條件時,高壓旁路以高壓旁路啟機模式運行。
其中,高壓旁路啟機模式包括以下步驟:判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度,并維持第一高旁開度直到主蒸汽壓力值達到預設的第一期望值;維持第一期望值不變,使高旁壓力調節閥隨著鍋爐的燃燒繼續開啟;當高旁壓力調節閥的開度達到預設的第二高旁開度時,維持該第二高旁開度不變;主蒸汽壓力值將以預設第一速率升壓到第一沖轉壓力;當開始沖轉并網后,高旁壓力調節閥以預設的第二速率關小直至全關;當高旁壓力調節閥全關后進入溢流運行模式,主蒸汽壓力值將隨機組滑壓曲線變化,并在滑壓曲線上疊加一個固定值作為高旁壓力調節閥的防開啟壓力設定值,當實際主蒸汽壓力未能維持高旁壓力調節閥保持全關狀態時,所述高旁壓力調節閥開啟。
優選地,預設的判斷條件包括以下任意一條或多條:檢測到鍋爐的任一油層有火并且該狀態能夠維持預設的時間長度,以及檢測到鍋爐的任一磨層運行并且該狀態能夠維持預設的第一時間長度。
優選地,該方法還包括:通過預設的四組狀態啟動模式判斷回路判斷汽輪機機組在高壓旁路啟機模式下時處于冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式中的哪一種啟動模式。
啟動模式的判斷方法包括:在預設的四組狀態啟動模式判斷回路中分別輸入超高壓氣缸的轉子溫度,根據預設的不同的轉子溫度范圍確定汽輪機機組的啟動模式,并且在并網之后將啟動模式復位;其中,預設的不同的轉子溫度范圍分別與冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式一一對應。
優選地,該方法還包括:
當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式、溫態啟動模式和熱態啟動模式時,預設的第一高旁開度為a%;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,預設的第一高旁開度為b%;其中,a和b均為小于或等于100的正 整數,b小于等于a。
當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式時,第一期望值為預設的第一壓力值,其中,x為正實數;當汽輪機機組的啟動模式為溫態啟動模式和熱態啟動模式時,第一期望值為鍋爐點火前的鍋爐壓力值;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,第一期望值為第一沖轉壓力值。
優選地,判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度是指:
當鍋爐出口的初始壓力大于機組極熱態啟動壓力時,將高旁壓力調節閥以預設的第三速率開啟到預設的第一高旁開度,維持固定的蒸汽通流量;當鍋爐出口的初始壓力小于或等于機組極熱態啟動壓力時,在進入高壓旁路啟機模式的初始時刻,使高旁壓力調節閥保持關閉,直到鍋爐開始啟壓,將高旁壓力調節閥以預設的第四速率開啟到預設的第一高旁開度,維持固定的蒸汽通流量。
優選地,該方法還包括:當高壓旁路未達到預設的判斷條件時,高壓旁路以高壓旁路停機模式運行。
其中,高壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,開啟高旁壓力調節閥并保持預設的第二時間長度,在預設的第二時間長度以后,使高旁壓力調節閥根據預設的控制函數控制主蒸汽壓力;其中,高旁壓力調節閥保持預設的第二時間長度時的開度為主蒸汽的汽流量的函數,主蒸汽壓力設定值為燃料量的函數。
在停機停爐工況下,保持高旁壓力調節閥關閉以保壓,當以極熱態啟動模式啟動時,則使高旁壓力調節閥控制主蒸汽壓力以預設的第四速率泄壓至預設的第二壓力值;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該方法還包括:當與汽輪機高壓氣缸組相對應的中壓旁路達到預設的判斷條件時,中壓旁路以中壓旁路啟機模式運行。
其中,中壓旁路啟機模式包括以下步驟:進入中壓旁路啟機模式的初始 時刻,使中旁壓力調節閥保持關閉,直到高旁壓力調節閥開啟到預設的第三高旁開度時,將中旁壓力調節閥以預設的第五速率由0逐漸開啟至100%,當中旁壓力調節閥的開度達到預設的第一中旁開度時,將第一中旁開度限定為開度下限,并將一次再熱蒸汽壓力值以預設的第六速率升至第二期望值;當中旁壓力調節閥的開度達到預設的第二中旁開度且一次再熱蒸汽壓力小于預設的第二沖轉壓力時,將一次再熱蒸汽壓力值以預設的第七速率升至第二沖轉壓力的壓力值;當開始沖轉并網后,將中旁壓力調節閥以預設的第八速率關小直至全關進入溢流運行模式,將一次再熱蒸汽壓力值維持在預設的第三壓力值,當一次再熱蒸汽壓力值超過所述預設的第三壓力值時,使中旁壓力調節閥開啟。
優選地,該方法還包括:當中壓旁路未達到預設的判斷條件時,中壓旁路以中壓旁路停機模式運行。
其中,中壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,通過中旁壓力調節閥控制一次再熱蒸汽壓力,使一次再熱蒸汽壓力值保持為所述第二沖轉壓力的壓力值。
在停機停爐工況下,保持中旁壓力調節閥關閉以保壓;如果以極熱態啟動模式啟動,通過中旁壓力調節閥控制一次再熱蒸汽壓力,以預設的第九速率泄壓至第二沖轉壓力;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該方法還包括:當與汽輪機中壓氣缸組相對應的低壓旁路達到預設的判斷條件時,低壓旁路以低壓旁路啟機模式運行。
其中,低壓旁路啟機模式包括以下步驟:進入低壓旁路啟機模式的初始時刻,使低旁壓力調節閥保持關閉,直到高旁壓力調節閥開啟到預設的第三高旁開度,并且中旁壓力調節閥開啟到預設的第三中旁開度時,將低旁壓力調節閥以預設的第十速率由0逐漸開啟至100%,當低旁壓力調節閥的開度達到預設的第一低旁開度時,將第一低旁開度限定其為開度下限,并將二次再熱蒸汽壓力值以預設的第十一速率升至預設的第四壓力值;當低旁壓力調節閥的開度達到預設的第二低旁開度且二次再熱蒸汽壓力小于預設的第五壓力值時,將二次再熱蒸汽壓力值以預設的第十二速率升至預設的第三沖轉壓 力;當開始沖轉并網后,將低旁壓力調節閥以預設的第十三速率關小直至全關進入溢流運行模式,將二次再熱蒸汽壓力值維持在預設的第六壓力值,當二次再熱蒸汽壓力值超過預設的第六壓力值時,使低旁壓力調節閥開啟。
優選地,該方法還包括:當低壓旁路未達到預設的判斷條件時,低壓旁路以低壓旁路停機模式運行。
其中,低壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,通過低旁壓力調節閥控制二次再熱蒸汽壓力,使二次再熱蒸汽壓力值保持為第三沖轉壓力的壓力值。
在停機停爐工況下,使低旁壓力調節閥關閉以保壓;如果以極熱態啟動模式啟動,通過低旁壓力調節閥控制二次再熱蒸汽壓力,以預設的第十四速率泄壓至第三沖轉壓力;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該方法還包括:
在高旁啟機模式中,通過預設的鍋爐熱態沖洗控制回路檢測鍋爐主蒸汽的溫度及壓力,當檢測到主蒸汽升溫升壓至預設的第一溫度和預設的第七壓力值時,將高旁壓力調節閥轉為定壓控制方式,維持第七壓力值不變;并將給煤率減少到預設值,并降低汽水分離器水位,加大給水排放量,直到鍋爐中水的水質符合預設的標準值。
優選地,該方法還包括:
在停機不停爐工況下,當鍋爐未停止而汽輪機或發電機故障時,如果主蒸汽壓力值達到預設的第八壓力值,則觸發預設的高旁切換回路并產生一個切換指令,發送給預設的高旁壓力控制回路,當預設的高旁壓力控制回路接收到該切換指令后,令高壓旁路由高壓旁路停機模式重新進入高壓旁路啟機模式中的升壓階段。
在汽輪機跳閘或發電機跳閘但鍋爐未停的工況下,并且主蒸汽壓力值被控制到預設的高旁目標壓力值范圍內時,則觸發預設的高旁切換回路并產生一個控制指令,發送給預設的高旁壓力控制回路,當預設的高旁壓力控制回路接收到該控制指令后,令高壓旁路由高壓旁路停機模式重新進入高壓旁路 啟機模式中的升溫升壓階段。
優選地,該方法還包括:
在停機不停爐工況下,通過預設的低限設定回路,對高壓旁路調節閥、中壓旁路調節閥以及低壓旁路調節閥的調節開度進行低限設定;其中,高壓旁路調節閥的低限設定由預設的主蒸汽溫度的對應函數決定,中壓旁路調節閥和低壓旁路調節閥的低限設定均為預設的固定開度。
優選地,該方法還包括:
通過預設的壓力定值設置回路,對高壓旁路、中壓旁路以及低壓旁路在不同階段的蒸汽壓力值進行預設置,并對所述壓力值的升降速率進行預設置。
為了達到上述目的,本發明還提出了一種二次再熱火電機組旁路控制系統,該系統包括:高旁控制模塊。
高旁控制模塊用于:當與汽輪機超高壓氣缸組相對應的高壓旁路達到預設的判斷條件時,控制高壓旁路以高壓旁路啟機模式運行。
其中,高壓旁路啟機模式包括以下步驟:判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度,并維持第一高旁開度直到主蒸汽壓力值達到預設的第一期望值;維持第一期望值不變,使高旁壓力調節閥隨著鍋爐的燃燒繼續開啟;當高旁壓力調節閥的開度達到預設的第二高旁開度時,維持第二高旁開度不變;令主蒸汽壓力值以預設第一速率升壓到第一沖轉壓力;當開始沖轉并網后,令高旁壓力調節閥以預設的第二速率關小直至全關;當高旁壓力調節閥全關后,進入溢流運行模式,令主蒸汽壓力的壓力值隨機組滑壓曲線變化,并在滑壓曲線上疊加一個固定值作為高旁壓力調節閥的防開啟壓力設定值,當實際主蒸汽壓力未能維持高旁壓力調節閥保持全關狀態時,高旁壓力調節閥開啟。
優選地,預設的判斷條件包括以下任意一條或多條:檢測到鍋爐的任一油層有火并且該狀態能夠維持預設的時間長度,以及檢測到鍋爐的任一磨層運行并且該狀態能夠維持預設的第一時間長度。
優選地,該系統還包括狀態啟動模式判斷回路。
狀態啟動模式判斷回路用于:判斷汽輪機機組在高壓旁路啟機模式下時處于冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式中的哪一種啟動模式。
狀態啟動模式判斷回路對啟動模式的判斷方法包括:在預設的四組狀態啟動模式判斷回路中分別輸入超高壓氣缸的轉子溫度,根據預設的不同的轉子溫度范圍確定汽輪機機組的啟動模式,并且在并網之后將啟動模式復位;其中,預設的不同的轉子溫度范圍分別與冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式一一對應。
優選地,
當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式、溫態啟動模式和熱態啟動模式時,預設的第一高旁開度為a%;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,預設的第一高旁開度為b%;其中,a和b均為小于或等于100的正整數,b小于等于a。
當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式時,第一期望值為預設的第一壓力值,其中,x為正實數;當汽輪機機組的啟動模式為所述溫態啟動模式和熱態啟動模式時,第一期望值為鍋爐點火前的鍋爐壓力值;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,第一期望值為沖轉壓力值。
優選地,高旁控制模塊判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度是指:
當鍋爐出口的初始壓力大于機組極熱態啟動壓力時,將高旁壓力調節閥以預設的第三速率開啟到預設的第一高旁開度,維持固定的蒸汽通流量;當鍋爐出口的初始壓力小于或等于機組極熱態啟動壓力時,在進入高壓旁路啟機模式的初始時刻,使高旁壓力調節閥保持關閉,直到鍋爐開始啟壓,將高旁壓力調節閥以預設的第四速率開啟到預設的第一高旁開度,維持固定的蒸汽通流量。
優選地,高旁控制模塊還用于:當高壓旁路未達到預設的判斷條件時, 控制高壓旁路以高壓旁路停機模式運行。
其中,高壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,開啟高旁壓力調節閥并保持預設的第二時間長度,在預設的第二時間長度以后,使高旁壓力調節閥根據預設的控制函數控制所述主蒸汽壓力;其中,高旁壓力調節閥保持預設的第二時間長度時的開度為主蒸汽的汽流量的函數,主蒸汽壓力值為燃料量的函數。
在停機停爐工況下,保持高旁壓力調節閥關閉以保壓,當以極熱態啟動模式啟動時,則使高旁壓力調節閥控制主蒸汽壓力以預設的第四速率泄壓至預設的第二壓力值;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa;其中,y為正實數。
優選地,該系統還包括中旁控制模塊;中旁控制模塊用于:當與汽輪機高壓氣缸組相對應的中壓旁路達到預設的判斷條件時,控制中壓旁路以中壓旁路啟機模式運行。
其中,中壓旁路啟機模式包括以下步驟:進入中壓旁路啟機模式的初始時刻,使中旁壓力調節閥保持關閉,直到高旁壓力調節閥開啟到預設的第三高旁開度時,將中旁壓力調節閥以預設的第五速率由0逐漸開啟至100%,當中旁壓力調節閥的開度達到預設的第一中旁開度時,將第一中旁開度限定為開度下限,并將一次再熱蒸汽壓力值以預設的第六速率升至第二期望值;當中旁壓力調節閥的開度達到預設的第二中旁開度且一次再熱蒸汽壓力小于預設的第二沖轉壓力時,將一次再熱蒸汽壓力值以預設的第七速率升至第二沖轉壓力的壓力值;當開始沖轉并網后,將中旁壓力調節閥以預設的第八速率關小直至全關,進入溢流運行模式,將一次再熱蒸汽壓力值維持在預設的第三壓力值,當一次再熱蒸汽壓力值超過預設的第三壓力值時,使中旁壓力調節閥開啟。
優選地,
中旁控制模塊還用于:當中壓旁路未達到預設的判斷條件時,控制中壓旁路以中壓旁路停機模式運行。
其中,中壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,通過中旁壓力調節閥控制一次再熱蒸汽壓力,使一次再熱蒸汽壓力值保持為第二沖轉壓力的壓力值。
在停機停爐工況下,保持中旁壓力調節閥關閉以保壓;如果以極熱態啟動模式啟動,通過中旁壓力調節閥控制主蒸汽壓力,以預設的第九速率泄壓至第二沖轉壓力;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該系統還包括低旁控制模塊。
低旁控制模塊用于:當與汽輪機中壓氣缸組相對應的低壓旁路達到預設的判斷條件時,控制低壓旁路以低壓旁路啟機模式運行。
其中,低壓旁路啟機模式包括以下步驟:進入低壓旁路啟機模式的初始時刻,使低旁壓力調節閥保持關閉,直到高旁壓力調節閥開啟到預設的第三高旁開度,并且中旁壓力調節閥開啟到預設的第三中旁開度時,將低旁壓力調節閥以預設的第十速率由0逐漸開啟至100%,當低旁壓力調節閥的開度達到預設的第一低旁開度時,將第一低旁開度限定其為開度下限,并將二次再熱蒸汽壓力值以預設的第十一速率升至預設的第四壓力值;當低旁壓力調節閥的開度達到預設的第二低旁開度并且二次再熱蒸汽壓力小于預設的第五壓力值時,將二次再熱蒸汽壓力值以預設的第十二速率升至預設的第三沖轉壓力;當開始沖轉并網后,將低旁壓力調節閥以預設的第十三速率關小直至全關,進入溢流運行模式,將二次再熱蒸汽壓力值維持在預設的第六壓力值,當二次再熱蒸汽壓力值超過預設的第六壓力值時,使低旁壓力調節閥開啟。
優選地,
低旁控制模塊還用于:當低壓旁路未達到預設的判斷條件時,控制低壓旁路以低壓旁路停機模式運行。
其中,低壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,通過低旁壓力調節閥控制二次再熱蒸汽壓力,使二次再熱蒸汽壓力值保持為第三沖轉壓力的壓力值。
在停機停爐工況下,使低旁壓力調節閥關閉以保壓;如果以極熱態啟動模式啟動,通過低旁壓力調節閥控制二次再熱蒸汽壓力,以預設的第十四速 率泄壓至所述第三沖轉壓力;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該系統還包括:鍋爐熱態沖洗控制回路。
鍋爐熱態沖洗控制回路用于:在高旁啟機模式中,檢測鍋爐主蒸汽的溫度及壓力,當檢測到主蒸汽升溫升壓至預設的第一溫度和預設的第七壓力值時,將高旁壓力調節閥轉為定壓控制方式,維持第七壓力值不變;并將給煤率減少到預設值,并降低汽水分離器水位,加大給水排放量,直到鍋爐中水的水質符合預設的標準值。
優選地,該系統還包括高旁切換回路。
高旁切換回路用于:在停機不停爐工況下,當鍋爐未停止而汽輪機或發電機故障時,如果主蒸汽壓力值達到預設的第八壓力值,產生一個切換指令,發送給高旁控制模塊,當高旁控制模塊接收到切換指令后,令高壓旁路由高壓旁路停機模式重新進入高壓旁路啟機模式中的升壓階段。
高旁切換回路還用于:在汽輪機跳閘或發電機跳閘但鍋爐未停的工況下,并且主蒸汽壓力值被控制到預設的高旁目標壓力值范圍內時,產生一個控制指令,發送給高旁控制模塊,當高旁控制模塊接收到控制指令后,令高壓旁路由高壓旁路停機模式重新進入高壓旁路啟機模式中的升溫升壓階段。
優選地,該系統還包括低限設定回路。
低限設定回路用于:在停機不停爐工況下,對高壓旁路調節閥、中壓旁路調節閥以及低壓旁路調節閥的調節開度進行低限設定;其中,高壓旁路調節閥的低限設定由預設的主蒸汽溫度的對應函數決定,中壓旁路調節閥和低壓旁路調節閥的低限設定均為預設的固定開度。
優選地,該系統還包括壓力定值設置回路。
壓力定值設置回路用于:通過預設的壓力定值設置回路,對高壓旁路、中壓旁路以及低壓旁路在不同階段的蒸汽壓力值進行預設置,并對壓力值的升降速率進行預設置。
與現有技術相比,本發明包括:當與汽輪機超高壓氣缸組相對應的高壓旁路達到預設的判斷條件時,高壓旁路以高壓旁路啟機模式運行。其中,高 壓旁路啟機模式包括以下步驟:判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度,并維持第一高旁開度直到主蒸汽壓力值達到預設的第一期望值;維持第一期望值不變,使高旁壓力調節閥隨著鍋爐的燃燒繼續開啟;當高旁壓力調節閥的開度達到預設的第二高旁開度時,維持該第二高旁開度不變;主蒸汽壓力值將以預設第一速率升壓到第一沖轉壓力;當開始沖轉并網后,高旁壓力調節閥以預設的第二速率關小直至全關;當高旁壓力調節閥全關后進入溢流運行模式,主蒸汽壓力值將隨機組滑壓曲線變化,并在滑壓曲線上疊加一個固定值作為高旁壓力調節閥的防開啟壓力設定值,當實際主蒸汽壓力未能維持高旁壓力調節閥保持全關狀態時,高旁壓力調節閥開啟。通過本發明的方案,能夠實現二次再熱火電機組旁路的全流程自動化控制。
本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
附圖說明
附圖用來提供對本發明技術方案的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與本申請的實施例一起用于解釋本發明的技術方案,并不構成對本發明技術方案的限制。
圖1為本發明的三級旁路二次再熱機組系統結構圖;
圖2為本發明的二次再熱火電機組的高壓旁路控制流程圖;
圖3為本發明的二次再熱火電機組的中壓旁路控制流程圖;
圖4為本發明的二次再熱火電機組的低壓旁路控制流程圖;
圖5為本發明的二次再熱火電機組旁路控制系統組成框圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白,下文中將結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申 請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行。并且,雖然在流程圖中示出了邏輯順序,但是在某些情況下,可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。
如圖1所示,是采用了本發明三級旁路的二次再熱機組系統結構圖,可以看到高壓旁路、中壓旁路和低壓旁路,這里可以分別簡稱為高旁、中旁和低旁,為串聯布置。
基于上述的結構圖,為了達到本發明目的,本發明提供了一種二次再熱火電機組旁路控制方法,如圖2至圖4所示。
本發明根據汽輪機機組啟動流程,首先對高壓旁路按如下的控制策略設計:當與汽輪機超高壓氣缸組相對應的高壓旁路達到預設的判斷條件時,高壓旁路以高壓旁路啟機模式運行,如圖2所示。
優選地,該預設的判斷條件包括以下任意一條或多條:1)檢測到鍋爐的任一油層有火并且該狀態能夠維持預設的時間長度,在這里,可以基于4取3的原則進行檢測,即,如果有4層油層,可以檢測其中3層是否有火,當然,這只是本發明的一個具體實施例,在其他方案中還可以基于其它原則進行判斷。2)檢測到鍋爐的任一磨層運行并且該狀態能夠維持預設的第一時間長度。上述兩條判斷條件中的預設的時間長度可以選用125秒,該時間值是經過現場實踐的一個優選值。
高壓旁路啟機模式包括以下步驟:判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,在本發明實施例中,該極熱態啟動壓力可以為16mpa,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度,該第一高旁開度與汽輪機機組的啟動模式相關,在下面的內容中將詳細介紹汽輪機機組的幾種啟動模式、這幾種啟動模式的判斷方法以及第一高旁開度與這幾種啟動模式的具體關系。在高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度后,會維持第一高旁開度直到主蒸汽壓力值達到預設的第一期望值,并維持第一期望值不變,使高旁壓力調節閥隨著鍋爐的燃燒繼續開啟;這里,主蒸汽壓力的第一期望值仍然與汽輪機組的啟動模式相關,具體關系將在后 續內容中詳細介紹。隨著高旁壓力調節閥的繼續開啟,當高旁壓力調節閥的開度達到預設的第二高旁開度時,維持該第二高旁開度不變,優選地,該第二高旁開度可以為30%;主蒸汽壓力值將以預設第一速率升壓到第一沖轉壓力,這里第一沖轉壓力也與上述的汽輪機組的啟動模式相關,具體關系將在后續內容中詳細介紹。當開始沖轉并網后,高旁壓力調節閥以預設的第二速率逐漸關小直至全關;當高旁壓力調節閥全關后進入溢流運行模式,主蒸汽壓力值將隨機組滑壓曲線變化,并在滑壓曲線上疊加一個固定值作為高旁壓力調節閥的防開啟壓力設定值,優選地,該防開啟壓力設定值可以是1mpa,當實際主蒸汽壓力未能維持高旁壓力調節閥保持全關狀態時,高旁壓力調節閥開啟。
下面我們將對汽輪機機組的四種啟動模式做詳細介紹。
汽輪機機組的四種啟動模式包括:冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式。
優選地,該方法還包括:在高旁啟機模式中加入機組的4種狀態啟動模式判斷回路,通過預設的四組狀態啟動模式判斷回路判斷汽輪機機組在高壓旁路啟機模式下時處于冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式中的哪一種啟動模式。該狀態啟動模式判斷回路分4組,每組包括低限監視器、與門、非門、脈沖發生器、rs保持寄存器、或門。
啟動模式的判斷方法包括:在預設的四組狀態啟動模式判斷回路中分別輸入超高壓氣缸的轉子溫度,根據預設的不同的轉子溫度范圍確定汽輪機機組的啟動模式,并且在并網之后將啟動模式復位;其中,預設的不同的轉子溫度范圍分別與冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式一一對應。優選地,超高壓缸轉子溫度<200℃為冷態啟動模式,200℃~380℃為溫態啟動模式,380℃~540℃為熱態啟動模式,>540℃為極熱態啟動模式。
在本發明中,根據各啟動狀態給出高旁壓力的控制目標值,全面簡潔的實現了控制策略中對主蒸汽壓力的設定。
基于上述四種啟動模式的介紹,下面詳細介紹本發明中的第一高旁開路 與四種啟動模式的關系。
具體地,當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式、溫態啟動模式和熱態啟動模式時,預設的第一高旁開度為a%,優選地,該a%可以為8%,這里需要說明的是,在這三種啟動模式下,該第一高旁開度可以相同,也可以不同;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,預設的第一高旁開度為b%,優選地,該b%可以為5%;其中,a和b均為小于或等于100的正整數,b小于等于a。
下面詳細介紹本發明中的第一期望值與四種啟動模式的關系。
當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式時,第一期望值為預設的第一壓力值,優選地,該第一壓力值可以為0.5mpa;當汽輪機機組的啟動模式為溫態啟動模式和熱態啟動模式時,第一期望值為鍋爐點火前的鍋爐壓力值;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,第一期望值為第一沖轉壓力值。
優選地,判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度是指:
當鍋爐出口的初始壓力大于機組極熱態啟動壓力時,將高旁壓力調節閥以預設的第三速率開啟到預設的第一高旁開度,維持固定的蒸汽通流量,優選地,該第三速率可以為5%/min;當鍋爐出口的初始壓力小于或等于機組極熱態啟動壓力時,在進入高壓旁路啟機模式的初始時刻,使高旁壓力調節閥保持關閉,直到鍋爐開始啟壓,將高旁壓力調節閥以預設的第四速率開啟到預設的第一高旁開度,維持固定的蒸汽通流量,防止再熱器干燒。
在本發明實施例中,該第四速率也與上述的汽輪機機組的四種啟動模式相關。具體地,當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式時,該第四速率為c%/min,優選地,c%/min可以為10%/min;當汽輪機機組的啟動模式為溫態啟動模式時,該第四速率為d%/min,優選地,d%/min可以為10%/min;當汽輪機機組的啟動模式為熱態啟動模式時,該第四速率為e%/min,優選地,e%/min可以為8%/min。
下面詳細介紹本發明中的第一沖轉壓力與四種啟動模式的關系。
具體地,當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式時,該第一沖轉壓力為fmpa,優選地,該fmpa可以為8mpa;當汽輪機機組的啟動模式為溫態啟動模式時,該第一沖轉壓力為jmpa,優選地,該jmpa可以為8mpa;;當汽輪機機組的啟動模式為熱態啟動模式時,該第一沖轉壓力為hmpa,優選地,該hmpa可以為10mpa;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,該第一沖轉壓力為impa,優選地,該impa可以為14mpa。
優選地,該方法還包括:當高壓旁路未達到預設的判斷條件時,高壓旁路以高壓旁路停機模式運行,如圖2所示。
其中,高壓旁路停機模式包括停機不停爐和停機停爐兩種工況,在該兩種工況下,高壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,開啟高旁壓力調節閥并保持預設的第二時間長度,優選地,該第二時間長度可以為5s,在預設的第二時間長度以后,使高旁壓力調節閥根據預設的控制函數控制主蒸汽壓力;其中,高旁壓力調節閥保持預設的第二時間長度時的開度為主蒸汽的汽流量的函數,主蒸汽壓力設定值為燃料量的函數。
在停機停爐(mft)工況下,保持高旁壓力調節閥關閉以保壓,當以極熱態啟動模式啟動時,則使高旁壓力調節閥控制主蒸汽壓力以預設的第四速率泄壓至預設的第二壓力值,優選地,該第四速率可以為0.2mpa/min,該第二壓力可以為14mpa;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該方法還包括:當與汽輪機高壓氣缸組相對應的中壓旁路達到預設的判斷條件時,中壓旁路以中壓旁路啟機模式運行,如圖3所示。
其中,中壓旁路啟機模式包括以下步驟:進入中壓旁路啟機模式的初始時刻,使中旁壓力調節閥保持關閉,直到高旁壓力調節閥開啟到預設的第三高旁開度時,將一次再熱蒸汽壓力的壓力值變為預設的第二期望值,優選地,該第三高旁開度可以為3%,該第二期望值可以為0.55mpa;具體地,將中旁壓力調節閥以預設的第五速率由0逐漸開啟至100%,當中旁壓力調節閥的開度達到預設的第一中旁開度時,將第一中旁開度限定為開度下限,優選地, 該第一中旁開度可以為10%,并將一次再熱蒸汽壓力值以預設的第六速率升至第二期望值,優選地,該第六速率可以為0.05mpa/min;當中旁壓力調節閥的開度達到預設的第二中旁開度且一次再熱蒸汽壓力小于預設的第二沖轉壓力時,將一次再熱蒸汽壓力值以預設的第七速率升至第二沖轉壓力的壓力值,優選地,該第二中旁開度可以為50%,該第二沖轉壓力可以為2.5mpa,該第七速率可以為0.3mpa/min;當開始沖轉并網后,將中旁壓力調節閥以預設的第八速率關小直至全關進入溢流運行模式,將一次再熱蒸汽壓力值維持在預設的第三壓力值,優選地,該第三壓力值可以為3.5mpa,當一次再熱蒸汽壓力值超過該預設的第三壓力值3.5mpa時,使中旁壓力調節閥開啟。
優選地,該方法還包括:當中壓旁路未達到預設的判斷條件時,中壓旁路以中壓旁路停機模式運行,如圖3所示。
其中,中壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,通過中旁壓力調節閥控制一次再熱蒸汽壓力,使一次再熱蒸汽壓力值保持為所述第二沖轉壓力的壓力值,這里該第二沖轉壓力的壓力值可以為預設的2.5mpa。
在停機停爐工況下,保持中旁壓力調節閥關閉以保壓;如果以極熱態啟動模式啟動,通過中旁壓力調節閥控制主蒸汽壓力,以預設的第九速率泄壓至第二沖轉壓力,優選地,該第九速率可以為0.1mpa/min,該第二沖轉壓力可以為2.5mpa;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該方法還包括:當與汽輪機中壓氣缸組相對應的低壓旁路達到預設的判斷條件時,低壓旁路以低壓旁路啟機模式運行,如圖4所示。
其中,低壓旁路啟機模式包括以下步驟:進入低壓旁路啟機模式的初始時刻,使低旁壓力調節閥保持關閉,直到高旁壓力調節閥開啟到預設的第三高旁開度,并且中旁壓力調節閥開啟到預設的第三中旁開度時,優選地,該第三高旁開度可以為3%,該第三中旁開度可以為5%,將低旁壓力調節閥以預設的第十速率由0逐漸開啟至100%,當低旁壓力調節閥的開度達到預設的第一低旁開度時,將第一低旁開度限定為開度下限,優選地,該第一低旁開度可以為10%,并將二次再熱蒸汽壓力值以預設的第十一速率升至預設 的第四壓力值,優選地,該第十一速率可以為0.05mpa/min,該第四壓力值可以為0.1mpa;當低旁壓力調節閥的開度達到預設的第二低旁開度且二次再熱蒸汽壓力小于預設的第五壓力值時,將二次再熱蒸汽壓力值以預設的第十二速率升至預設的第三沖轉壓力,優選地,該第二低旁開度可以為50%,該第五壓力值可以為1.0mpa,該第十二速率可以為0.01mpa/min,該第三沖轉壓力可以為1.0mpa;當開始沖轉并網后,將低旁壓力調節閥以預設的第十三速率關小直至全關進入溢流運行模式,將二次再熱蒸汽壓力值維持在預設的第六壓力值,優選地,該第六壓力值可以為1.5mpa。當二次再熱蒸汽壓力值超過預設的第六壓力值時,開啟低旁壓力調節閥,進入溢流運行模式。
優選地,該方法還包括:當低壓旁路未達到預設的判斷條件時,低壓旁路以低壓旁路停機模式運行,如圖4所示。
其中,低壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,通過低旁壓力調節閥控制二次再熱蒸汽壓力,使二次再熱蒸汽壓力值保持為第三沖轉壓力的壓力值,優選地,該第三沖轉壓力可以為1.0mpa。
在停機停爐工況下,使低旁壓力調節閥關閉以保壓;如果以極熱態啟動模式啟動,通過低旁壓力調節閥控制二次再熱蒸汽壓力,以預設的第十四速率泄壓至第三沖轉壓力,優選地,該第十四速率可以為0.1mpa/min,該第三沖轉壓力可以為1.0mpa;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
以上介紹的高壓旁路啟機模式、高壓旁路停機模式、中壓旁路啟機模式、中壓旁路停機模式、低壓旁路啟機模式、低壓旁路停機模式共同組成了一個二次再熱機組三級旁路自動控制系統。
基于上述的控制策略,本發明加入了額外的控制回路,輔助上述的6中控制模式更好地完成二次再熱機組三級旁路的自動控制,該額外的控制回路除了包括上述的狀態啟動模式判斷回路,還包括鍋爐熱態沖洗控制回路、切換回路、低限設定回路和壓力定值設置回路,下面將對這些回路在本發明中的控制運行方法做詳細介紹。
本發明在高旁啟機模式中加入一個鍋爐熱態沖洗控制回路,在機組升溫 升壓控制過程中可以自動實現熱態沖洗功能,自動將主蒸汽壓力控制在預設值上,如0.9mpa。如果當時的主汽壓超過該預設值,則開大高旁壓力調節閥的開度,反之則減小高旁壓力調節閥的開度,實現熱態沖洗時的定壓需要。
具體地,該控制方法包括:在高旁啟機模式中,通過預設的鍋爐熱態沖洗控制回路檢測鍋爐主蒸汽的溫度及壓力,當檢測到主蒸汽升溫升壓至預設的第一溫度和預設的第七壓力值時,優選地,該第一溫度可以為190℃,該第七壓力值可以為0.9mpa,將高旁壓力調節閥轉為預設的定壓控制方式,維持第七壓力值不變;并將給煤率減少到預設值,優選地,該預設值可以為5t/h,并降低汽水分離器水位,加大給水排放量,直到鍋爐中水的水質符合預設的標準值。
該鍋爐熱態沖洗控制回路包含rs保持寄存器、高限監視器、或門、與門、kb按鈕、脈沖發生器。結合上述的控制策略,在升溫升壓過程中分離器入口溫度逐漸上升達到190℃且主汽壓力達到0.9mpa時,rs保持寄存器置熱態沖洗指令位為1,高旁壓力調節閥此時轉為定壓控制方式,主蒸汽壓力值為0.9mpa,同時還要執行減少給煤率,通過降低汽水分離器水位加大給水排放量,實現大流量熱態沖洗的功能。水質合格后運行人員也可以手動退出熱態沖洗。
本發明在三級旁路控制回路中加入一個切換回路,切換回路可以實現停機不停爐情況下的快速啟機,此時不必將旁路切為手動控制就自動實現停機模式向啟機模式的轉化,提高了旁路控制的自動化程度。切換回路包含減法器、高低限監視器、非門、與門。高壓旁路、中壓旁路、低壓旁路分別有各自對應的高旁切換回路、中旁切換回路、低旁切換回路。
具體地,切換回路的控制方法包括:
在停機不停爐工況下,當鍋爐未停止而汽輪機或發電機故障時,如果主蒸汽壓力值達到預設的第八壓力值,則觸發預設的高旁切換回路并產生一個切換指令,發送給預設的高旁壓力控制回路,當預設的高旁壓力控制回路接收到該切換指令后,令高壓旁路由高壓旁路停機模式重新進入高壓旁路啟機模式中的升壓階段。
在汽輪機跳閘或發電機跳閘但鍋爐未停的工況下,并且主蒸汽壓力值被控制到預設的高旁目標壓力值范圍內時,則觸發預設的高旁切換回路并產生一個控制指令,發送給預設的高旁壓力控制回路,當預設的高旁壓力控制回路接收到該控制指令后,令高壓旁路由高壓旁路停機模式重新進入高壓旁路啟機模式中的升溫升壓階段,優選地,上述的高旁目標壓力值范圍可以設定為0mpa~1mpa。
在汽輪機跳閘或發電機跳閘但鍋爐未停(無mft)的工況下,一次再熱蒸汽壓力被控制到中旁目標壓力值范圍內(0mpa~1mpa)時,中旁切換回路發出控制指令,使中壓旁路由中壓旁路停機模式重新轉為中壓旁路啟機模式的升溫升壓階段。
在汽輪機跳閘或發電機跳閘但鍋爐未停(無mft)的工況下,二次再熱汽壓力被控制到低旁目標壓力值范圍內(0mpa~1mpa)時,低旁切換回路發出控制指令,使低壓旁路由低壓旁路停機模式重新轉為低壓旁路啟機模式的升溫升壓階段。
本發明在三級旁路控制回路中加入一個低限設定回路,具體地,低限設定回路的控制方法包括:
在停機不停爐工況下,通過預設的低限設定回路,對高壓旁路調節閥、中壓旁路調節閥以及低壓旁路調節閥的調節開度進行低限設定;其中,高壓旁路調節閥的低限設定由預設的主蒸汽溫度的對應函數決定,中壓旁路調節閥和低壓旁路調節閥的低限設定均為預設的固定開度,如,5%。
在本發明實施例中,此回路可以在鍋爐升溫升壓和汽輪機機組甩負荷時產生控制指令的低限,升溫升壓低限,如,10%,甩負荷低限,如,5%,有效避免了甩負荷時再熱器保護喪失(中/低壓旁路調節閥全關且汽機中/低壓主汽門全關)引起的停爐事故,使鍋爐瞬變過渡工況運行穩定,改善啟動特性減少機組的壽命消耗。低限設定回路包含t切換器、高低限設定器。一(二次)次再熱汽升溫升壓到中(低)旁調節閥開度>10%時,設定其低限10%;當汽輪機機組甩負荷時通過t切換器,設定中(低)旁調節閥開度低限5%。
本發明在三級旁路控制回路中加入一個壓力定值設置回路,通過預設的 壓力定值設置回路,對高壓旁路、中壓旁路以及低壓旁路在不同階段的蒸汽壓力值進行預設置,并對所述壓力值的升降速率進行預設置。
該壓力定值設置回路實現了旁路在不同階段的主蒸汽壓力設定,尤其機組在主燃料跳閘后的燜爐功能,為極熱態啟動提供壓力設定,有利于縮短啟動時間。壓力定值設置回路包含t切換器、加法器、函數發生器、定值設定器、速率限制器。該回路通過t切換器自動實現了旁路在各個階段壓力設定值的自動設置,同時通過速率限制器對壓力設定值的升降速率實現了自動設置,還通過t切換器實現了旁路手動及自動控制的無擾切換。
為了達到上述目的,本發明還提出了一種二次再熱火電機組旁路控制系統01,如圖5所示,該系統包括:高旁控制模塊02。
高旁控制模塊02用于:當與汽輪機超高壓氣缸組相對應的高壓旁路達到預設的判斷條件時,控制高壓旁路以高壓旁路啟機模式運行。
其中,高壓旁路啟機模式包括以下步驟:判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度,并維持第一高旁開度直到主蒸汽壓力值達到預設的第一期望值;維持第一期望值不變,使高旁壓力調節閥隨著鍋爐的燃燒繼續開啟;當高旁壓力調節閥的開度達到預設的第二高旁開度時,維持第二高旁開度不變;令主蒸汽壓力值以預設第一速率升壓到第一沖轉壓力;當開始沖轉并網后,令高旁壓力調節閥以預設的第二速率關小直至全關;當高旁壓力調節閥全關后,進入溢流運行模式,令主蒸汽壓力值隨機組滑壓曲線變化,并在滑壓曲線上疊加一個固定值作為高旁壓力調節閥的防開啟壓力設定值,當實際主蒸汽壓力未能維持高旁壓力調節閥保持全關狀態時,高旁壓力調節閥開啟。
優選地,預設的判斷條件包括:檢測到鍋爐的任一油層有火并且該狀態能夠維持預設的時間長度,或者檢測到鍋爐的任一磨層運行并且該狀態能夠維持預設的第一時間長度。
優選地,該系統還包括狀態啟動模式判斷回路05。
狀態啟動模式判斷回路05用于:判斷汽輪機機組在高壓旁路啟機模式下 時處于冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式中的哪一種啟動模式。
狀態啟動模式判斷回路05對啟動模式的判斷方法包括:在預設的四組狀態啟動模式判斷回路中分別輸入超高壓氣缸的轉子溫度,根據預設的不同的轉子溫度范圍確定汽輪機機組的啟動模式,并且在并網之后將啟動模式復位;其中,預設的不同的轉子溫度范圍分別與冷態啟動模式、溫態啟動模式、熱態啟動模式和極熱態啟動模式一一對應。
優選地,
當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式、溫態啟動模式和熱態啟動模式時,預設的第一高旁開度為a%;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,預設的第一高旁開度為b%;其中,a和b均為小于或等于100的正整數,b小于等于a。
當汽輪機機組的啟動模式為冷態啟動模式時,第一期望值為預設的第一壓力值;當汽輪機機組的啟動模式為所述溫態啟動模式和熱態啟動模式時,第一期望值為鍋爐點火前的鍋爐壓力值;當汽輪機機組的啟動模式為極熱態啟動模式時,第一期望值為沖轉壓力值。
優選地,高旁控制模塊02判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度是指:
當鍋爐出口的初始壓力大于機組極熱態啟動壓力時,將高旁壓力調節閥以預設的第三速率開啟到預設的第一高旁開度,維持固定的蒸汽通流量;當鍋爐出口的初始壓力小于或等于機組極熱態啟動壓力時,在進入高壓旁路啟機模式的初始時刻,使高旁壓力調節閥保持關閉,直到鍋爐開始啟壓,將高旁壓力調節閥以預設的第四速率開啟到預設的第一高旁開度,維持固定的蒸汽通流量。
優選地,高旁控制模塊02還用于:當高壓旁路未達到預設的判斷條件時,控制高壓旁路以高壓旁路停機模式運行。
其中,高壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,開啟高旁壓力調節閥并保持預設的第二時間長度,在預設的第二時間長度以后,使高旁壓力調節閥根據預設的控制函數控制所述主蒸汽壓力;其中,高旁壓力調節閥保持預設的第二時間長度時的開度為主蒸汽的汽流量的函數,主蒸汽壓力值為燃料量的函數。
在停機停爐工況下,保持高旁壓力調節閥關閉以保壓,當以極熱態啟動模式啟動時,則使高旁壓力調節閥控制主蒸汽壓力以預設的第四速率泄壓至預設的第二壓力值;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該系統還包括中旁控制模塊03;中旁控制模塊03用于:當與汽輪機高壓氣缸組相對應的中壓旁路達到預設的判斷條件時,控制中壓旁路以中壓旁路啟機模式運行。
其中,中壓旁路啟機模式包括以下步驟:進入中壓旁路啟機模式的初始時刻,使中旁壓力調節閥保持關閉,直到高旁壓力調節閥開啟到預設的第三高旁開度時,將中旁壓力調節閥以預設的第五速率由0逐漸開啟至100%,當中旁壓力調節閥的開度達到預設的第一中旁開度時,將第一中旁開度限定為開度下限,并將一次再熱蒸汽壓力值以預設的第六速率升至第二期望值;當中旁壓力調節閥的開度達到預設的第二中旁開度且一次再熱蒸汽壓力小于預設的第二沖轉壓力時,將一次再熱蒸汽壓力值以預設的第七速率升至第二沖轉壓力的壓力值;當開始沖轉并網后,將中旁壓力調節閥以預設的第八速率關小直至全關,將一次再熱蒸汽壓力值維持在預設的第三壓力值,當一次再熱蒸汽壓力值超過預設的第三壓力值時,使中旁壓力調節閥開啟。
優選地,中旁控制模塊03還用于:當中壓旁路未達到預設的判斷條件時,控制中壓旁路以中壓旁路停機模式運行。
其中,中壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,通過中旁壓力調節閥控制一次再熱蒸汽壓力,使一次再熱蒸汽壓力值保持為第二沖轉壓力的壓力值。
在停機停爐工況下,保持中旁壓力調節閥關閉以保壓;如果以極熱態啟動模式啟動,通過中旁壓力調節閥控制主蒸汽壓力,以預設的第九速率泄壓至第二沖轉壓力;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該系統還包括低旁控制模塊04。
低旁控制模塊04用于:當與汽輪機中壓氣缸組相對應的低壓旁路達到預設的判斷條件時,控制低壓旁路以低壓旁路啟機模式運行。
其中,低壓旁路啟機模式包括以下步驟:進入低壓旁路啟機模式的初始時刻,使低旁壓力調節閥保持關閉,直到高旁壓力調節閥開啟到預設的第三高旁開度,并且中旁壓力調節閥開啟到預設的第三中旁開度時,將低旁壓力調節閥以預設的第十速率由0逐漸開啟至100%,當低旁壓力調節閥的開度達到預設的第一低旁開度時,將第一低旁開度限定其為開度下限,并將二次再熱蒸汽壓力值以預設的第十一速率升至預設的第四壓力值;當低旁壓力調節閥的開度達到預設的第二低旁開度并且二次再熱蒸汽壓力小于預設的第五壓力值時,將二次再熱蒸汽壓力值以預設的第十二速率升至預設的第三沖轉壓力;當開始沖轉并網后,將低旁壓力調節閥以預設的第十三速率關小直至全關,將二次再熱蒸汽壓力值維持在預設的第六壓力值,當二次再熱蒸汽壓力值超過預設的第六壓力值時,使低旁壓力調節閥開啟溢流運行模式。
優選地,
低旁控制模塊04還用于:當低壓旁路未達到預設的判斷條件時,控制低壓旁路以低壓旁路停機模式運行。
其中,低壓旁路停機模式包括以下步驟:
在停機不停爐工況下,通過低旁壓力調節閥控制二次再熱蒸汽壓力,使二次再熱蒸汽壓力值保持為第三沖轉壓力的壓力值。
在停機停爐工況下,使低旁壓力調節閥關閉以保壓;如果以極熱態啟動模式啟動,通過低旁壓力調節閥控制二次再熱蒸汽壓力,以預設的第十四速率泄壓至所述第三沖轉壓力;當鍋爐需要檢修時,則泄壓至0mpa。
優選地,該系統還包括:鍋爐熱態沖洗控制回路06。
鍋爐熱態沖洗控制回路06用于:在高旁啟機模式中,檢測鍋爐主蒸汽的溫度及壓力,當檢測到主蒸汽升溫升壓至預設的第一溫度和預設的第七壓力值wmpa時,將高旁壓力調節閥轉為定壓控制方式,維持第七壓力值不變; 并將給煤率減少到預設值,并降低汽水分離器水位,加大給水排放量,直到鍋爐中水的水質符合預設的標準值。
優選地,該系統還包括高旁切換回路07。
高旁切換回路07用于:在停機不停爐工況下,當鍋爐未停止而汽輪機或發電機故障時,如果主蒸汽壓力值達到預設的第八壓力值,產生一個切換指令,發送給高旁控制模塊,當高旁控制模塊接收到切換指令后,令高壓旁路由高壓旁路停機模式重新進入高壓旁路啟機模式中的升壓階段。
高旁切換回路07還用于:在汽輪機跳閘或發電機跳閘但鍋爐未停的工況下,并且主蒸汽壓力值被控制到預設的高旁目標壓力值范圍內時,產生一個控制指令,發送給高旁控制模塊,當高旁控制模塊接收到控制指令后,令高壓旁路由高壓旁路停機模式重新進入高壓旁路啟機模式中的升溫升壓階段。
優選地,該系統還包括低限設定回路08。
低限設定回路08用于:在停機不停爐工況下,對高壓旁路調節閥、中壓旁路調節閥以及低壓旁路調節閥的調節開度進行低限設定;其中,高壓旁路調節閥的低限設定由預設的主蒸汽溫度的對應函數決定,中壓旁路調節閥和低壓旁路調節閥的低限設定均為預設的固定開度。
優選地,該系統還包括壓力定值設置回路09。
壓力定值設置回路09用于:通過預設的壓力定值設置回路,對高壓旁路、中壓旁路以及低壓旁路在不同階段的蒸汽壓力值進行預設置,并對壓力值的升降速率進行預設置。
與現有技術相比,本發明包括:當與汽輪機超高壓氣缸組相對應的高壓旁路達到預設的判斷條件時,高壓旁路以高壓旁路啟機模式運行。其中,高壓旁路啟機模式包括以下步驟:判斷鍋爐出口的初始壓力是否大于預設的汽輪機機組的極熱態啟動壓力,并根據判斷結果將高旁壓力調節閥開啟到預設的第一高旁開度,并維持第一高旁開度直到主蒸汽壓力值達到預設的第一期望值;維持第一期望值不變,使高旁壓力調節閥隨著鍋爐的燃燒繼續開啟;當高旁壓力調節閥的開度達到預設的第二高旁開度時,維持該第二高旁開度不變;主蒸汽壓力值將以預設第一速率升壓到第一沖轉壓力;當開始沖轉并 網后,高旁壓力調節閥以預設的第二速率關小直至全關;當高旁壓力調節閥全關后進入溢流運行模式,主蒸汽壓力值將隨機組滑壓曲線變化,并在滑壓曲線上疊加一個固定值作為高旁壓力調節閥的防開啟壓力設定值,當實際主蒸汽壓力未能維持高旁壓力調節閥保持全關狀態時,高旁壓力調節閥開啟。通過本發明的方案,能夠實現二次再熱火電機組旁路的全流程自動化控制。
本發明由于采取以上技術方案,其具有以下優點:
1、本發明將三級旁路控制系統按機組工藝流程均分為啟機模式和停機模式,控制目標相對獨立,控制方法容易實現,根據運行要求設置四個智能回路完成啟機模式、停機模式內部及相互的切換,實現了全流程的旁路自動控制。對于高旁控制,鍋爐點火后即啟機模式,啟機模式第1段為機組啟動階段;高旁閥全關且機組并網后啟動階段自動轉為啟機模式第2段汽機調壓階段,高旁此時保持關閉具有超壓后溢流的保護功能;汽機或發電機故障后,蒸汽無法全部進入汽機時,進入停機模式,以全流程的角度講停機模式從第3階段開始計,第3階段為汽機或發電機故障階段,此階段高旁調節主汽壓力;主燃料跳閘后進入第4階段機組mft,旁路為全關燜爐狀態;當需要檢修時,運行人員可以手動選擇進入第5階段,此時旁路為泄壓狀態,基本涵蓋了工藝流程上的全部過程。
2、本發明在高旁啟機模式中加入一個機組啟動模式判斷回路,此回路可以根據超高壓缸轉子溫度判定機組所處的啟動狀態(冷態啟動、溫態啟動、熱態啟動、極熱態啟動),根據各啟動狀態給出高旁壓力的控制目標值,全面簡潔的實現了控制策略中對主汽壓力的設定。
3、本發明在高旁啟機模式中加入一個鍋爐熱態沖洗控制回路,在機組升溫升壓控制過程中可以自動實現熱態沖洗功能,自動將主汽壓控制在0.9mpa。如果當時的主汽壓超過0.9mpa則開大高旁壓力調節閥,反之則減小高旁壓力調節閥,實現熱態沖洗時的定壓需要。
4、本發明在旁路控制回路中加入一個切換回路,切換回路可以實現停機不停爐情況下的快速啟機,此時不必將旁路切為手動控制就自動實現停機模式向啟機模式的轉化,提高了旁路控制的自動化程度。
5、本發明在旁路控制回路中增加一個低限回路,此回路在鍋爐升溫升壓及機組甩負荷時產生開度低限指令,有效避免了升溫升壓階段再熱器通流量過小及甩負荷時再熱器保護動作引起的停爐事故,使鍋爐瞬變過渡工況運行穩定,改善啟動特性減少機組的壽命消耗。
6、本發明在旁路控制回路中增加一個壓力定值設置回路,可以實現旁路在不同階段的主汽壓力設定,尤其是在主燃料跳閘后的燜爐功能,為極熱態啟動提供壓力設定,有利于縮短啟動時間。綜上所述,本發明不僅使三級旁路實現了全流程的自動控制,而且全面考慮了機組各個啟動模式下的情況,同時避免了汽機故障情況下危險的擴大,使鍋爐瞬變過渡工況運行穩定,達到改善啟動和帶負荷特性,減少機組的壽命消耗,提高運行的安全性和經濟性。可在汽輪機發生故障時采用停機不停爐的運行方式;或在電網故障時采用機組帶廠用電運行,有利于盡快恢復供電,縮小事故范圍。高旁控制調節閥具有快開功能,既能在保證汽輪機壽命的前提下縮短啟動時間,又能在汽機快速降負荷時取代鍋爐安全門的作用。為三級旁路全程自動控制提供了一個范例。
雖然本發明所揭露的實施方式如上,但所述的內容僅為便于理解本發明而采用的實施方式,并非用以限定本發明。任何本發明所屬領域內的技術人員,在不脫離本發明所揭露的精神和范圍的前提下,可以在實施的形式及細節上進行任何的修改與變化,但本發明的專利保護范圍,仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。