一種火力發電機組運行調控方法與流程

本發明涉及火力發電技術領域，特別是指一種火力發電機組運行調控方法。

背景技術：
火力發電利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時產生的熱能，通過發電動力裝置轉換成電能的一種發電方式。中國的煤炭資源豐富，1990年產煤10.9億噸，其中發電用煤僅占12％。火力發電仍有巨大潛力。現有的火力發電機組才運行過程中無法將蒸汽溫度控制在合理的范圍內，導致火力發電機組能耗較高運行效率低。

技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種火力發電機組運行調控方法，有效控制鍋爐和汽輪機的蒸汽溫度。為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種火力發電機組運行調控方法，所述火力發電機組為300MW控制循環汽包爐機組，所述火力發電機組運行調控方法包括：獲取鍋爐側蒸汽溫度參數，所述鍋爐側蒸汽溫度參數包括鍋爐側主蒸汽溫度和鍋爐側再熱蒸汽溫度；獲取汽輪機側蒸汽溫度參數，所述汽輪機側蒸汽溫度參數包括汽輪機側主蒸汽溫度和汽輪機側再熱蒸汽溫度；將所述鍋爐側蒸汽溫度參數與預設的第一蒸汽溫度閾值比較；當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃；將所述汽輪機側蒸汽溫度參數與預設的第二蒸汽溫度閾值比較；當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃。優選的，所述當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃，包括：當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值時，降低所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等；當所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，升高所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等。優選的，所述當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃，包括：當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值時，降低所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等；當所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，升高所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等。優選的，所述當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值時，降低所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等，包括：當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值時，增加減溫水量，降低所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等；所述當所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，升高所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等，包括：當所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，減少減溫水量，升高所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等。優選的，所述當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值時，降低所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等，包括：當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值時，增加減溫水量，降低所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等；所述當所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，升高所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等，包括：當所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，減少減溫水量，升高所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等。優選的，所述將所述鍋爐側蒸汽溫度參數與預設的第一蒸汽溫度閾值比較，包括：將鍋爐側主蒸汽溫度和鍋爐側再熱蒸汽溫度分別與所述預設的第一蒸汽溫度閾值進行比較；所述將所述汽輪機側蒸汽溫度參數與預設的第二蒸汽溫度閾值比較，包括：將汽輪機側主蒸汽溫度和汽輪機側再熱蒸汽溫度分別與所述預設的第二蒸汽溫度閾值比較。優選的，所述當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃，包括:當所述鍋爐側主蒸汽溫度大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側主蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側主蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃；當所述鍋爐側再熱蒸汽溫度大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側再熱蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側再熱蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃；所述當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃，包括當所述汽輪機側主蒸汽溫度大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側主蒸汽溫度小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側主蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃。當所述汽輪機側再熱蒸汽溫度大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側再熱蒸汽溫度小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側再熱蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃。優選的，利用DMC-PID溫度串級回路調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等；利用DMC-PID溫度串級回路調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等。優選的，所述利用DMC-PID溫度串級回路調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，利用DMC-PID溫度串級回路調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等包括：(1)在中DMC-PID溫度串級回路，設置一切換開關，此切換開關一端連接副PID控制器，另一端連接主PID控制器或DMC溫度預測控制器；(2)通過切換開關，選擇火電廠鍋爐主蒸汽溫度是采用DMC-PID模式還是采用傳統串級PID模式進行控制，當選擇串級PID模式時，副PID控制器接受主PID控制器的輸出作為設定值，當選擇DMC-PID模式時，副PID控制器直接接受DMC溫度預測控制器的輸出作為設定值；(3)當處于DMC-PID模式時，DMC溫度預測控制器從分散控制系統DCS中采集鍋爐主蒸汽溫度控制的相關測點數據，所述相關測點數據包括燃料流量、一次風流量、二次風流量、蒸汽流量、磨煤機啟動和運行情況，這些測點數據對應主蒸汽溫度的階躍響應曲線在溫度預測控制器中構成動態矩陣預測模型，通過求解動態矩陣，解析出在這些測點數據下的主蒸汽溫度的預測值，并對主蒸汽溫度預測值進行反饋校正，經反饋校正后的主蒸汽溫度預測值，與參考軌跡值求差作為二次型目標函數進行滾動優化，計算出控制量的最優值；(4)將DMC溫度預測控制器輸出控制量的最優值，作為主蒸汽溫度串級控制回路中副PID控制器的設定值，即減溫器出口蒸汽溫度的設定值，副PID控制器的輸出直接作用于減溫水調節閥門控制其開度。本發明的上述技術方案的有益效果如下：上述方案中，通過獲取鍋爐和汽輪機的蒸汽溫度，并分別與第一蒸汽溫度閾值和第二蒸汽溫度閾值進行比較，將鍋爐和汽輪機的蒸汽溫度分別調整為第一蒸汽溫度閾值和第二蒸汽溫度閾值，能夠避免蒸汽溫度過高對火力發電機組造成的損害，提高火力發電機組的壽命和安全性，并有效避免蒸汽溫度過低造成的機組熱耗過高，減溫水量用量過高，從而提高火力發電機組效率，節省原料消耗。附圖說明圖1為本發明實施例的火力發電機組運行調控方法流程圖；圖2為本發明實施例的火力發電機組運行調控方法蒸汽溫度調整流程圖。具體實施方式為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。如圖1所示，本發明的實施例一種火力發電機組運行調控方法，所述火力發電機組為300MW控制循環汽包爐機組，所述火力發電機組運行調控方法包括：步驟101：獲取鍋爐側蒸汽溫度參數，所述鍋爐側蒸汽溫度參數包括鍋爐側主蒸汽溫度和鍋爐側再熱蒸汽溫度；步驟102：獲取汽輪機側蒸汽溫度參數，所述汽輪機側蒸汽溫度參數包括汽輪機側主蒸汽溫度和汽輪機側再熱蒸汽溫度；步驟103：將所述鍋爐側蒸汽溫度參數與預設的第一蒸汽溫度閾值比較；步驟104：當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃；步驟105：將所述汽輪機側蒸汽溫度參數與預設的第二蒸汽溫度閾值比較；步驟106：當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃。通過對火力發電機組運行調控，將鍋爐側主蒸汽溫度和鍋爐側再熱蒸汽溫度調整到545℃，將汽輪機側主蒸汽溫度和汽輪機側再熱蒸汽溫度調整到540℃，能夠有效降低火力發電機組能耗，節省減溫水量，并有效保護火力發電機組。本實施例中，通過獲取鍋爐和汽輪機的蒸汽溫度，并分別與第一蒸汽溫度閾值和第二蒸汽溫度閾值進行比較，將鍋爐和汽輪機的蒸汽溫度分別調整為第一蒸汽溫度閾值和第二蒸汽溫度閾值，能夠避免蒸汽溫度過高對火力發電機組造成的損害，提高火力發電機組的壽命和安全性，并有效避免蒸汽溫度過低造成的機組熱耗過高，減溫水量用量過高，從而提高火力發電機組效率，節省原料消耗。優選的，所述當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃，包括：當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值時，降低所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等；當所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，升高所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等。優選的，所述當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃，包括：當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值時，降低所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等；當所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，升高所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等。優選的，所述當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值時，降低所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等，包括：當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值時，增加減溫水量，降低所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等；所述當所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，升高所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等，包括：當所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，減少減溫水量，升高所述鍋爐側蒸汽溫度至與所述第一蒸汽溫度閾值相等。通過調節減溫水量能夠快速準確的對鍋爐側蒸汽溫度進行調節。優選的，所述當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值時，降低所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等，包括：當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值時，增加減溫水量，降低所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等；所述當所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，升高所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等，包括：當所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，減少減溫水量，升高所述汽輪機側蒸汽溫度至與所述第二蒸汽溫度閾值相等。通過調節減溫水量能夠快速準確的對汽輪機側蒸汽溫度進行調節。優選的，所述將所述鍋爐側蒸汽溫度參數與預設的第一蒸汽溫度閾值比較，包括：將鍋爐側主蒸汽溫度和鍋爐側再熱蒸汽溫度分別與所述預設的第一蒸汽溫度閾值進行比較；所述將所述汽輪機側蒸汽溫度參數與預設的第二蒸汽溫度閾值比較，包括：將汽輪機側主蒸汽溫度和汽輪機側再熱蒸汽溫度分別與所述預設的第二蒸汽溫度閾值比較。優選的，所述當所述鍋爐側蒸汽溫度參數大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃，包括:當所述鍋爐側主蒸汽溫度大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側主蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側主蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃；當所述鍋爐側再熱蒸汽溫度大于預設的第一蒸汽溫度閾值，或者，所述鍋爐側再熱蒸汽溫度參數小于預設的第一蒸汽溫度閾值時，調整鍋爐側再熱蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，所述第一蒸汽溫度閾值為545℃；所述當所述汽輪機側蒸汽溫度參數大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側蒸汽溫度參數小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃，包括當所述汽輪機側主蒸汽溫度大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側主蒸汽溫度小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側主蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃。當所述汽輪機側再熱蒸汽溫度大于預設的第二蒸汽溫度閾值，或者，所述汽輪機側再熱蒸汽溫度小于預設的第二蒸汽溫度閾值時，調整汽輪機側再熱蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等，所述第二蒸汽溫度閾值為540℃。提高到爐側主、再熱蒸汽溫度運行值控制545/545℃，相應機側主、再熱蒸汽溫度為540/540℃，這樣，主、再熱器受熱面溫度將會達到605℃(工質溫度與管壁溫差60℃考慮)，再考慮到蒸汽溫度+5℃的波動范圍，主、再熱器受熱面長期運行溫度將會在610℃以下，對580～650℃使用范圍的金屬材料來說，在規定的使用壽命期限內應該是很安全的運行參數，并且可以明顯提高機組經濟性。本發明的火力發電機組運行調控方法，根據制造廠提供的主蒸汽溫度修正曲線和再熱蒸汽溫度修正曲線計算，汽輪機側主、再熱蒸汽溫度由535/535℃提高到540/540℃，可分別降低機組熱耗10.3和11.1kJ/kWh，再考慮可以相應減少減溫水量的影響(兩臺機組主、再熱器減溫水量較大)，可以降低供電煤耗1.0g/kWh以上。優選的，利用DMC-PID溫度串級回路調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等；利用DMC-PID溫度串級回路調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等。優選的，如圖2所示，所述利用DMC-PID溫度串級回路調整鍋爐側蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度閾值相等，利用DMC-PID溫度串級回路調整汽輪機側蒸汽溫度與所述第二蒸汽溫度閾值相等包括：步驟201：在中DMC-PID溫度串級回路，設置一切換開關，此切換開關一端連接副PID控制器，另一端連接主PID控制器或DMC溫度預測控制器；步驟202：通過切換開關，選擇火電廠鍋爐主蒸汽溫度是采用DMC-PID模式還是采用傳統串級PID模式進行控制，當選擇串級PID模式時，副PID控制器接受主PID控制器的輸出作為設定值，當選擇DMC-PID模式時，副PID控制器直接接受DMC溫度預測控制器的輸出作為設定值；步驟203：當處于DMC-PID模式時，DMC溫度預測控制器從分散控制系統DCS中采集鍋爐主蒸汽溫度控制的相關測點數據，所述相關測點數據包括燃料流量、一次風流量、二次風流量、蒸汽流量、磨煤機啟動和運行情況，這些測點數據對應主蒸汽溫度的階躍響應曲線在溫度預測控制器中構成動態矩陣預測模型，通過求解動態矩陣，解析出在這些測點數據下的主蒸汽溫度的預測值，并對主蒸汽溫度預測值進行反饋校正，經反饋校正后的主蒸汽溫度預測值，與參考軌跡值求差作為二次型目標函數進行滾動優化，計算出控制量的最優值；步驟204：將DMC溫度預測控制器輸出控制量的最優值，作為主蒸汽溫度串級控制回路中副PID控制器的設定值，即減溫器出口蒸汽溫度的設定值，副PID控制器的輸出直接作用于減溫水調節閥門控制其開度。本實施例中，通過控制蒸汽溫度，使得被調量主蒸汽溫度沿著參考軌跡到達設定值曲線，從而實現最優控制。以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。