一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法转让专利
申请号 : CN202110500430.X
文献号 : CN113110641B
文献日 : 2022-04-26
发明人 : 董易闻 , 张林伟 , 方军 , 潘小丰 , 周文宾 , 王曼曼 , 丁勇能 , 丁琪 , 炊健 , 付金龙
申请人 : 杭州华电半山发电有限公司
摘要 :
本发明公开了一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，包括以下具体方法：步骤一：设置机组初始负荷25MW，并投入预选负荷；步骤二：缓慢增加预选负荷值，并同时判断燃机平均排烟温度是否大于565℃；步骤三：机组根据步骤二的比较结果进行分别处理，判断是否投入超温负荷修正块，对燃机当前负荷值进行偏置；步骤四：机组判断分析经步骤三过程处理后的燃机平均排烟温度，是否触发自动减负荷；步骤五：在平均排烟温度无限接近并不大于极限温度565℃条件下，重复上述步骤，直至机组汽轮机高压缸进汽。本发明采用了GE燃机自带的预选负荷控制通道，无需接入新的负荷控制接点，最大程度地减少因逻辑冲突导致的机组异常加减负荷，具有较好的推广性。
权利要求 :
1.一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，其特征在于，包括以下具体方法：
步骤一：设置机组初始负荷目标值25MW，并投入预选负荷；
步骤二：缓慢增加预选负荷值，并同时判断燃机平均排烟温度是否大于565℃；
步骤三：机组根据步骤二的比较结果进行分别处理，若平均排烟温度不大于565℃，继续缓慢增加预选负荷；若平均排烟温度大于565℃，投入超温负荷修正块，对燃机当前负荷值进行偏置；投入超温负荷修正块具体方法为：与温度设定值565℃比较后，差值经一阶惯性系统进行滤波，同时考虑到一次调频时机组的负荷波动导致的排烟温度波动，对差值取‑
7到0区间滤波，并对差值的变化速率加以限制，使输出值的变化趋向平缓，将输出值与燃机当前负荷值相加，作为最终预选负荷输出值；
步骤四：机组判断分析经步骤三过程处理后的燃机平均排烟温度，若平均排烟温度不大于565℃，继续缓慢增加预选负荷；若平均排烟温度大于565℃，机组自动减负荷，并退出当前预选负荷，设定新的预选负荷重新投入；
步骤五：在平均排烟温度不大于极限温度565℃条件下，重复上述步骤二三四，直至机组汽轮机高压缸进汽，即汽机RELEASE LOAD信号置1。
2.根据权利要求1所述的一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，其特征在于，所述步骤四中重新投入预选负荷的具体步骤为：机组平均排烟温度超温后，会触发自动减负荷2X，使机组退出预选负荷，取自动减负荷2X信号作为触发条件；在机组自动减负荷2X触发后，燃机减去5MW负荷。
3.根据权利要求1所述的一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：当机组汽轮机高压缸进汽，即汽机RELEASE LOAD信号置1后，触发机组自动退出模块，自动退出模块信号置0，使得模块BYPASS，故模块所有的参数均不再输出。
4.根据权利要求1所述的一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，其特征在于，所述一阶惯性系统公式为：
G(S)=1/(TCs+1)，其中时间常数TC为5，惯性环节增益为1。
说明书 :
一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及燃气‑蒸汽联合循环机组领域，尤其涉及一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法。
背景技术
[0002] 9FA燃气‑蒸汽联合循环机组正常运行时，机组负荷由燃机负荷与汽机负荷组成。我厂机组为单轴机组，机组正常启动并网后，在汽机进汽（release load）前，机组负荷全为
燃机负荷，机组以转速控制FSR为基准对燃料量进行控制，以实现机组的负荷控制。但由于
机组为联合循环，为了防止锅炉的过度干烧，在汽机进汽前，燃机会对排烟温度进行限制，
使其低于565摄氏度，若投入预选负荷加负荷后，燃机排烟温度大于565摄氏度，经延时后会
触发机组自动减负荷，并强制退出预选负荷模式。
燃机负荷，机组以转速控制FSR为基准对燃料量进行控制，以实现机组的负荷控制。但由于
机组为联合循环，为了防止锅炉的过度干烧，在汽机进汽前，燃机会对排烟温度进行限制，
使其低于565摄氏度，若投入预选负荷加负荷后，燃机排烟温度大于565摄氏度，经延时后会
触发机组自动减负荷，并强制退出预选负荷模式。
[0003] 根据较长时间的实操经验，在机组并网并等待汽机过程中，排烟温度越高，则进入锅炉的热量越多，使蒸汽品质越快达到汽机进汽参数，也使得整个启动过程的机组耗气越
低。因此，要求运行人员对并网后的燃机负荷紧密关注，使燃机排烟温度尽可能地靠近机组
减负荷的极限即565摄氏度。
低。因此，要求运行人员对并网后的燃机负荷紧密关注，使燃机排烟温度尽可能地靠近机组
减负荷的极限即565摄氏度。
[0004] 机组在并网后，由于热通道的暖机、燃料温度的上升以及电网周波的变化，使得机组负荷固定不变时，燃机排烟温度仍可能上升至自动减负荷极限，若触发机组自动减负荷，
则需要运行人员人工重新投入预选负荷，并输入合适的预选负荷指令。
则需要运行人员人工重新投入预选负荷，并输入合适的预选负荷指令。
[0005] 这就使得整个控制过程对运行人员的操作要求较高，操作频率也极为频繁。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，以燃机排烟温度为控制基准的机组负荷自动控制方法，加快机组汽轮
机高压缸进汽，提高自动化控制水平，降低机组热态启动气耗。
机高压缸进汽，提高自动化控制水平，降低机组热态启动气耗。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008] 一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，包括以下具体方法：
[0009] 步骤一：设置机组初始负荷设定值25MW，并投入预选负荷；
[0010] 步骤二：缓慢增加预选负荷值，并同时判断燃机平均排烟温度是否大于565℃；
[0011] 步骤三：机组根据步骤二的比较结果进行分别处理，若平均排烟温度不大于565℃，继续缓慢增加预选负荷；若平均排烟温度大于565℃，投入超温负荷修正块，对燃机当前
负荷值进行偏置；
负荷值进行偏置；
[0012] 步骤四：机组判断分析经步骤三过程处理后的燃机平均排烟温度，若平均排烟温度不大于565℃，继续缓慢增加预选负荷；若平均排烟温度大于565℃，机组自动减负荷，并
退出当前预选负荷，设定新的预选负荷重新投入；
退出当前预选负荷，设定新的预选负荷重新投入；
[0013] 步骤五：在平均排烟温度无限接近并不大于极限温度565℃条件下，重复上述步骤二三四，直至机组汽轮机高压缸进汽，即汽机RELEASE LOAD信号置1。
[0014] 所述步骤三投入超温负荷修正块具体方法为：与温度设定值565℃比较后，差值经一阶惯性系统（时间常数为5，惯性环节增益为1）进行滤波（滤波的目的是防止模拟量的频
繁波动导致输出值突变影响调节），同时考虑到一次调频时机组的负荷波动导致的排烟温
度波动，对差值取‑7到0区间滤波，并对差值的变化速率加以限制，进一步地使输出值的变
化趋向平缓，将输出值与燃机当前负荷值相加，作为最终预选负荷输出值。
繁波动导致输出值突变影响调节），同时考虑到一次调频时机组的负荷波动导致的排烟温
度波动，对差值取‑7到0区间滤波，并对差值的变化速率加以限制，进一步地使输出值的变
化趋向平缓，将输出值与燃机当前负荷值相加，作为最终预选负荷输出值。
[0015] 所述步骤四中重新投入预选负荷的具体方步骤为：机组平均排烟温度超温后，会触发自动减负荷2X，使机组退出预选负荷，取自动减负荷2X信号作为触发条件；在机组自动
减负荷2X触发后，燃机减去5MW左右负荷；自动减负荷2X触发后，给3S脉冲信号，以当前负荷
加2MW作为新设定值，并重新投入预选负荷。
减负荷2X触发后，燃机减去5MW左右负荷；自动减负荷2X触发后，给3S脉冲信号，以当前负荷
加2MW作为新设定值，并重新投入预选负荷。
[0016] 一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，还包括以下步骤：当机组汽轮机高压缸进汽，即汽机RELEASE LOAD信号置1后，触发机组自动退出模块，自动退出模
块信号置0，使得模块BYPASS，故模块所有的参数均不再输出。
块信号置0，使得模块BYPASS，故模块所有的参数均不再输出。
[0017] 所述一阶惯性系统公式为：
[0018] G(S)=1/(TCs+1)，其中时间常数TC为5，惯性环节增益为1。
[0019] 本发明的有益效果：
[0020] 本发明采用了GE燃机自带的预选负荷控制通道，因此无需接入新的负荷控制接点，可以最大程度地减少因逻辑冲突导致的机组异常加减负荷，且对同类型机组具有较好
的推广性。
的推广性。
[0021] 本发明的操作流程以人工操作流程为基准，尽可能地模拟运行人员手动操作时的操作习惯，使得运行人员能迅速适应新的自动负荷控制方法。
[0022] 由于新的控制方法以燃机排烟温度为基准，使得相比于人工控制，能更加逼近自动减负荷极限的排烟温度，可以加快机组汽轮机高压缸进汽，提高自动化控制水平，降低机
组热态启动气耗。
组热态启动气耗。
附图说明
[0023] 图1是本发明的流程框图；
[0024] 图2是本发明的超温负荷修正流程框图。
具体实施方式
[0025] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
[0026] 本实施例中，如图1所示，一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，包括以下具体方法：
[0027] 一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，包括以下具体方法：
[0028] 步骤一：设置机组初始负荷设定值25MW，并投入预选负荷；
[0029] 步骤二：缓慢增加预选负荷值，并同时判断燃机平均排烟温度是否大于565℃；
[0030] 步骤三：机组根据步骤二的比较结果进行分别处理，若平均排烟温度不大于565℃，继续缓慢增加预选负荷；若平均排烟温度大于565℃，投入超温负荷修正块，对燃机当前
负荷值进行偏置；
负荷值进行偏置；
[0031] 步骤四：机组判断分析经步骤三过程处理后的燃机平均排烟温度，若平均排烟温度不大于565℃，继续缓慢增加预选负荷；若平均排烟温度大于565℃，机组自动减负荷，并
退出当前预选负荷，设定新的预选负荷重新投入；
退出当前预选负荷，设定新的预选负荷重新投入；
[0032] 步骤五：在平均排烟温度无限接近并不大于极限温度565℃条件下，重复上述步骤二三四，直至机组汽轮机高压缸进汽，即汽机RELEASE LOAD信号置1。
[0033] 如图2所示，所述步骤三投入超温负荷修正块具体方法为：与温度设定值565℃比较后，差值经一阶惯性系统（时间常数为5，惯性环节增益为1）进行滤波（滤波的目的是防止
模拟量的频繁波动导致输出值突变影响调节），同时考虑到一次调频时机组的负荷波动导
致的排烟温度波动，对差值取‑7到0区间滤波，并对差值的变化速率加以限制，进一步地使
输出值的变化趋向平缓，将输出值与燃机当前负荷值相加，作为最终预选负荷输出值。
模拟量的频繁波动导致输出值突变影响调节），同时考虑到一次调频时机组的负荷波动导
致的排烟温度波动，对差值取‑7到0区间滤波，并对差值的变化速率加以限制，进一步地使
输出值的变化趋向平缓，将输出值与燃机当前负荷值相加，作为最终预选负荷输出值。
[0034] 所述步骤四中重新投入预选负荷的具体方步骤为：机组平均排烟温度超温后，会触发自动减负荷2X，使机组退出预选负荷，取自动减负荷2X信号作为触发条件；在机组自动
减负荷2X触发后，燃机减去5MW左右负荷；自动减负荷2X触发后，给3S脉冲信号，以当前负荷
加2MW作为新设定值，并重新投入预选负荷。
减负荷2X触发后，燃机减去5MW左右负荷；自动减负荷2X触发后，给3S脉冲信号，以当前负荷
加2MW作为新设定值，并重新投入预选负荷。
[0035] 一种以燃机排烟温度为基准的机组负荷自动控制方法，还包括以下步骤：当机组汽轮机高压缸进汽，即汽机RELEASE LOAD信号置1后，触发机组自动退出模块，自动退出模
块信号置0，使得模块BYPASS，故模块所有的参数均不再输出。
块信号置0，使得模块BYPASS，故模块所有的参数均不再输出。
[0036] 所述一阶惯性系统公式为：
[0037] G(S)=1/(TCs+1)，其中时间常数TC为5，惯性环节增益为1。
[0038] 本发明为了进一步提高9FA燃气蒸汽联合循环机组的自动化水平，将其集成至机组APS自动启停程序中，使得机组并网后进汽前的负荷控制能自动以维持较高的燃机排烟
温度水平为目标，并尽量不触发机组的自动减负荷。
温度水平为目标，并尽量不触发机组的自动减负荷。
[0039] 若触发了机组的自动减负荷导致预选退出，自动控制模块也能自动重新投入预选，并设置合适的预选负荷参数。
[0040] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及
其等效物界定。
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及
其等效物界定。