CN115167187B - 一种适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，第二模拟量AI输入模块的输出端及第三模拟量AI输入模块的输出端与第二大选器的输入端相连接，第一开关量DI输入模块的输出端、第四模拟量AI输入模块的输出端及第一常数块的输出端与第三模拟量选择器的输入端相连接；第一开关量DI输入模块的输出端、第二常数块的输出端及第三常数块的输出端与第四模拟量选择器的输入端相连接，第四模拟量选择器的输出端及第三模拟量选择器的输出端与速率限制器的输入端相连接，速率限制器的输出端及第二大选器的输出端与加法器的输入端相连接，加法器的输出端与第三模拟量AO输出模块的输入端相连接，该系统能够实现给煤机的自动控制。
Description
技术领域
本发明属于煤电机组自动控制领域，涉及一种适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统。
背景技术
机组灵活性通常指机组运行的灵活性，主要指标包括调峰幅度、爬坡速率等，其中降低机组最小出力，即增加调峰能力是目前最为广泛和主要的改造目标。我国煤电机组的一般调峰运行区间为50％～100％额定负荷，增加深度调峰能力即要求机组调峰运行下限由50％额定负荷进一步降低，如降低至30％额定负荷及以下。目前，我国一部分煤电机组已经完成了灵活性改造，实现了深度调峰的能力，其余大部分机组正在开展灵活性改造工作。
煤电机组制粉系统通常配备多组磨煤机和给煤机，如600MW等级和1000MW等级煤电机组通常配备6组磨煤机和给煤机。在深度调峰工况时，随着机组负荷的降低，燃烧所需的总煤量随之减小，投入运行的给煤机数量也随之减少，同时为了保证锅炉燃烧的安全性，运行给煤机的数量不能太少，一般在深度调峰工况，最少保留两台或三台给煤机运行。常规的燃料主控自动控制方式是采用煤量平衡方式，即通过燃料主控的PID调节功能，维持总煤量在目标值上，燃料主控的输出作用于每台投入自动控制的给煤机给煤量指令上，在人为不干预的情况下，每台投入自动控制的给煤机给煤量指令相等，当人为干预某台给煤机给煤量指令时，如手动增加/减小单台给煤机煤量指令偏置，通过燃料主控的PID调节功能，其它的给煤机给煤量指令会相应减小/增加，始终维持总煤量的稳定。
燃煤机组的锅炉在选型时有相对应的设计煤种，当进入炉膛的煤种与设计煤种偏差太大时，就会对锅炉的安全性和经济性带来很大的影响，因此当煤源煤质不稳定时，发电企业会将不同的煤种依据一定的原则按一定的比例进行混配，形成配煤掺烧。在深度调峰工况，锅炉炉膛温度降低，当水分较高、低位发热量较低的煤种进入炉膛可能会引起燃烧恶化甚至灭火，因此对于来源是这类煤种的给煤机，则需要加大其给煤量，提高煤粉的着火燃烧能力。生产运行人员通过调整给煤机自动时的偏置指令来改变给煤量指令，或者退出给煤机自动，通过手动输入直接改变给煤量指令，使一部分给煤机尽量保持较低给煤量，而另一部分给煤机则保持较高给煤量。因此在深度调峰工况下，需要生产运行人员频繁手动调整各运行给煤机的给煤量指令。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，该系统能够实现给煤机的自动控制。
为达到上述目的，本发明所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统包括第一开关量DI输入模块、第二模拟量AI输入模块、第三模拟量AI输入模块、第二大选器、加法器、第三模拟量AO输出模块、速率限制器、第三模拟量选择器、第四模拟量AI输入模块、第一常数块、第四模拟量选择器、第二常数块及第三常数块；
第二模拟量AI输入模块的输出端及第三模拟量AI输入模块的输出端与第二大选器的输入端相连接，第一开关量DI输入模块的输出端、第四模拟量AI输入模块的输出端及第一常数块的输出端与第三模拟量选择器的输入端相连接；第一开关量DI输入模块的输出端、第二常数块的输出端及第三常数块的输出端与第四模拟量选择器的输入端相连接，第四模拟量选择器的输出端及第三模拟量选择器的输出端与速率限制器的输入端相连接，速率限制器的输出端及第二大选器的输出端与加法器的输入端相连接，加法器的输出端与第三模拟量AO输出模块的输入端相连接。
还包括开关量DO输出模块、逻辑与模块、第二开关量DI输入模块、第三开关量DI输入模块、低值判断器及第一减法器；
第二模拟量AI输入模块的输出端及第三模拟量AI输入模块的输出端与第一减法器的输入端相连接，第一减法器的输出端与低值判断器的输入端相连接，低值判断器的输出端、第二开关量DI输入模块的输出端及第三开关量DI输入模块的输出端与逻辑与模块的输入端相连接，逻辑与模块的输出端与开关量DO输出模块的输入端相连接，开关量DO输出模块的输出端与第一开关量DI输入模块的输入端相连接。
还包括第一模拟量AO输出模块、第一大选器、折线函数模块、第一模拟量选择器及第一模拟量AI输入模块；
第一模拟量AI输入模块的输出端与折线函数模块的输入端相连接，折线函数模块的输出端、第一开关量DI输入模块的输出端及第一模拟量选择器的输出端与第一模拟量选择器的输入端相连接，第一模拟量选择器的输出端及折线函数模块的输出端与第一大选器的输入端相连接，第一大选器的输出端与第一模拟量AO输出模块的输入端相连接，第一模拟量AO输出模块的输出端与第三模拟量AI输入模块的输入端相连接。
还包括第二减法器、小选器、第二模拟量选择器、迟延模块及第二模拟量AO输出模块；
第一开关量DI输入模块的输出端、第二模拟量AI输入模块的输出端及迟延模块的输出端与第二模拟量选择器的输入端相连接，第二模拟量选择器的输出端及第二模拟量AI输入模块的输出端与小选器的输入端相连接，小选器的输出端与迟延模块的输入端及第二减法器的输入端相连接，第二模拟量AI输入模块的输出端与第二减法器的输入端相连接，第二减法器的输出端与第二模拟量AO输出模块的输入端相连接，第二模拟量AO输出模块的输出端与第四模拟量AI输入模块的输入端相连接。
第一常数块的给定值A1＝0，第二常数块的给定值A2＞0，第三常数块的给定值A3＞0，低值判断器的给定值L0＝0，迟延模块的给定值D0＞0。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统在具体操作时，通过在选定的给煤机中设置给煤量指令下限，当燃料主控输出小于给煤量指令下限时，选定的给煤机给煤量指令不会再小于指令下限，其余给煤机给煤量指令跟随燃料主控进行调整；在燃料主控输出小于给煤量指令下限这个条件下，当燃料主控输出为变大过程时，选定的给煤机给煤量指令也能在给煤量指令下限的基础上随之增加；当燃料主控输出减小时，选定的给煤机给煤量指令逐渐减小并直至达到其指令下限；当燃料主控输出大于给煤量指令下限时，选定的给煤机给煤量指令逐渐减小直至等于燃料主控输出，所有运行给煤机给煤量指令跟随燃料主控输出同步变化。本发明可以有效减小发电企业生产运行人员对给煤机给煤量指令的频繁干预，真正实现深度调峰工况下的给煤机自动控制，达到一部分给煤机给煤量较多、其余给煤机给煤量较小的效果，保障深度调峰工况的锅炉燃烧稳定。
附图说明
图1为本发明的部分结构图；
图2为本发明的部分结构图；
图3为本发明的部分结构图；
图4为本发明的部分结构图；
其中，1为第一模拟量AO输出模块、2为第一大选器、3为折线函数模块、4为第一模拟量选择器、5为第一模拟量AI输入模块、6为第一开关量DI输入模块、7为开关量DO输出模块、8为逻辑与模块、9为第二开关量DI输入模块、10为第三开关量DI输入模块、11为低值判断器、12为第一减法器、13为第二模拟量AI输入模块、14为第三模拟量AI输入模块、15为第二减法器、16为小选器、17为第二模拟量选择器、18为迟延模块、19为第二模拟量AO输出模块、20为第二大选器、21为加法器、22为第三模拟量AO输出模块、23为速率限制器、24为第三模拟量选择器、25为第四模拟量AI输入模块、26为第一常数块、27为第四模拟量选择器、28为第二常数块、29为第三常数块，a为给煤机给煤量指令下限、b为设定条件、c为给煤量指令叠加分量、d为给煤量指令叠加分量c叠加速率、e为给煤机给煤量指令。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1至图4，本发明所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统包括第一模拟量AO输出模块1、第一大选器2、折线函数模块3、第一模拟量选择器4、第一模拟量AI输入模块5、第一开关量DI输入模块6、开关量DO输出模块7、逻辑与模块8、第二开关量DI输入模块9、第三开关量DI输入模块10、低值判断器11、第一减法器12、第二模拟量AI输入模块13、第三模拟量AI输入模块14、第二减法器15、小选器16、第二模拟量选择器17、迟延模块18、第二模拟量AO输出模块19、第二大选器20、加法器21、第三模拟量AO输出模块22、速率限制器23、第三模拟量选择器24、第四模拟量AI输入模块25、第一常数块26、第四模拟量选择器27、第二常数块28及第三常数块29；
第二模拟量AI输入模块13的输出端及第三模拟量AI输入模块14的输出端与第二大选器20的输入端相连接，第一开关量DI输入模块6的输出端、第四模拟量AI输入模块25的输出端及第一常数块26的输出端与第三模拟量选择器24的输入端相连接；第一开关量DI输入模块6的输出端、第二常数块28的输出端及第三常数块29的输出端与第四模拟量选择器27的输入端相连接，第四模拟量选择器27的输出端及第三模拟量选择器24的输出端与速率限制器23的输入端相连接，速率限制器23的输出端及第二大选器20的输出端与加法器21的输入端相连接，加法器21的输出端与第三模拟量AO输出模块22的输入端相连接；
第二模拟量AI输入模块13的输出端及第三模拟量AI输入模块14的输出端与第一减法器12的输入端相连接，第一减法器12的输出端与低值判断器11的输入端相连接，低值判断器11的输出端、第二开关量DI输入模块9的输出端及第三开关量DI输入模块10的输出端与逻辑与模块8的输入端相连接，逻辑与模块8的输出端与开关量DO输出模块7的输入端相连接，开关量DO输出模块7的输出端与第一开关量DI输入模块6的输入端相连接；
第一模拟量AI输入模块5的输出端与折线函数模块3的输入端相连接，折线函数模块3的输出端、第一开关量DI输入模块6的输出端及第一模拟量选择器4的输出端与第一模拟量选择器4的输入端相连接，第一模拟量选择器4的输出端及折线函数模块3的输出端与第一大选器2的输入端相连接，第一大选器2的输出端与第一模拟量AO输出模块1的输入端相连接，第一模拟量AO输出模块1的输出端与第三模拟量AI输入模块14的输入端相连接。
第一开关量DI输入模块6的输出端、第二模拟量AI输入模块13的输出端及迟延模块18的输出端与第二模拟量选择器17的输入端相连接，第二模拟量选择器17的输出端及第二模拟量AI输入模块13的输出端与小选器16的输入端相连接，小选器16的输出端与迟延模块18的输入端及第二减法器15的输入端相连接，第二模拟量AI输入模块13的输出端与第二减法器15的输入端相连接，第二减法器15的输出端与第二模拟量AO输出模块19的输入端相连接，第二模拟量AO输出模块19的输出端与第四模拟量AI输入模块25的输入端相连接。
本发明的工作过程为：
1)设定第一常数块26的给定值A1＝0，第二常数块28的给定值A2＞0，第三常数块29的给定值A3＞0，低值判断器11的给定值L0＝0，迟延模块18的给定值D0＞0；
2)获取锅炉主控输出信号、燃料主控在自动信号、给煤机控制在自动信号及燃料主控输出信号；
3)根据锅炉主控输出信号计算给煤机给煤量指令下限a，其中，锅炉主控输出信号的数值越大，则给煤机给煤量指令下限a的数值越小；锅炉主控输出信号的数值越小，则给煤机给煤量指令下限a的数值越大；
4)计算燃料主控输出信号的数值与给煤机给煤量指令下限a之间的差值，同时根据计算得到的差值、燃料主控在自动信号及给煤机控制在自动信号，得到设定条件b；当燃料主控输出信号的数值小于给煤机给煤量指令下限a时，则b＝1；当燃料主控输出信号的差值大于等于给煤机给煤量指令下限a时，则b＝0；
5)根据燃料主控输出信号计算得到给煤量指令叠加分量c，当b＝0时，则c＝0；当b＝1时，若燃料主控输出信号的数值变小，则c＝0，若燃料主控输出信号的数值变大，则c＞0；
6)根据燃料主控输出信号、给煤机给煤量指令下限a及煤量指令叠加分量c，计算得到给煤机给煤量指令e；当b＝0时，则给煤机给煤量指令e＝燃料主控输出信号的数值；当b＝1时，若燃料主控输出信号的数值变小，则给煤机给煤量指令e＝给煤机给煤量指令下限a，若燃料主控输出的数值变大，则给煤机给煤量指令e＝给煤机给煤量指令下限a+给煤量指令叠加分量c；给煤量指令叠加分量c以速率d缓慢叠加至给煤机给煤量指令e上。
Claims (9)
1.一种适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，包括第一开关量DI输入模块(6)、第二模拟量AI输入模块(13)、第三模拟量AI输入模块(14)、第二大选器(20)、加法器(21)、第三模拟量AO输出模块(22)、速率限制器(23)、第三模拟量选择器(24)、第四模拟量AI输入模块(25)、第一常数块(26)、第四模拟量选择器(27)、第二常数块(28)及第三常数块(29)；
第二模拟量AI输入模块(13)的输出端及第三模拟量AI输入模块(14)的输出端与第二大选器(20)的输入端相连接，第一开关量DI输入模块(6)的输出端、第四模拟量AI输入模块(25)的输出端及第一常数块(26)的输出端与第三模拟量选择器(24)的输入端相连接；第一开关量DI输入模块(6)的输出端、第二常数块(28)的输出端及第三常数块(29)的输出端与第四模拟量选择器(27)的输入端相连接，第四模拟量选择器(27)的输出端及第三模拟量选择器(24)的输出端与速率限制器(23)的输入端相连接，速率限制器(23)的输出端及第二大选器(20)的输出端与加法器(21)的输入端相连接，加法器(21)的输出端与第三模拟量AO输出模块(22)的输入端相连接；
具体工作过程为：
1)设定第一常数块(26)的给定值A1＝0，第二常数块(28)的给定值A2＞0，第三常数块(29)的给定值A3＞0，低值判断器(11)的给定值L0＝0，迟延模块(18)的给定值D0＞0；
2)获取锅炉主控输出信号、燃料主控在自动信号、给煤机控制在自动信号及燃料主控输出信号；
3)根据锅炉主控输出信号计算给煤机给煤量指令下限a，其中，锅炉主控输出信号的数值越大，则给煤机给煤量指令下限a的数值越小；锅炉主控输出信号的数值越小，则给煤机给煤量指令下限a的数值越大；
4)计算燃料主控输出信号的数值与给煤机给煤量指令下限a之间的差值，同时根据计算得到的差值、燃料主控在自动信号及给煤机控制在自动信号，得到设定条件b；当燃料主控输出信号的数值小于给煤机给煤量指令下限a时，则b＝1；当燃料主控输出信号的差值大于等于给煤机给煤量指令下限a时，则b＝0；
5)根据燃料主控输出信号计算得到给煤量指令叠加分量c，当b＝0时，则c＝0；当b＝1时，若燃料主控输出信号的数值变小，则c＝0，若燃料主控输出信号的数值变大，则c＞0；
6)根据燃料主控输出信号、给煤机给煤量指令下限a及煤量指令叠加分量c，计算得到给煤机给煤量指令e；当b＝0时，则给煤机给煤量指令e＝燃料主控输出信号的数值；当b＝1时，若燃料主控输出信号的数值变小，则给煤机给煤量指令e＝给煤机给煤量指令下限a，若燃料主控输出的数值变大，则给煤机给煤量指令e＝给煤机给煤量指令下限a+给煤量指令叠加分量c；给煤量指令叠加分量c以速率d缓慢叠加至给煤机给煤量指令e上。
2.根据权利要求1所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，还包括开关量DO输出模块(7)、逻辑与模块(8)、第二开关量DI输入模块(9)、第三开关量DI输入模块(10)、低值判断器(11)及第一减法器(12)；
第二模拟量AI输入模块(13)的输出端及第三模拟量AI输入模块(14)的输出端与第一减法器(12)的输入端相连接，第一减法器(12)的输出端与低值判断器(11)的输入端相连接，低值判断器(11)的输出端、第二开关量DI输入模块(9)的输出端及第三开关量DI输入模块(10)的输出端与逻辑与模块(8)的输入端相连接，逻辑与模块(8)的输出端与开关量DO输出模块(7)的输入端相连接，开关量DO输出模块(7)的输出端与第一开关量DI输入模块(6)的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，还包括第一模拟量AO输出模块(1)、第一大选器(2)、折线函数模块(3)、第一模拟量选择器(4)及第一模拟量AI输入模块(5)；
第一模拟量AI输入模块(5)的输出端与折线函数模块(3)的输入端相连接，折线函数模块(3)的输出端、第一开关量DI输入模块(6)的输出端及第一模拟量选择器(4)的输出端与第一模拟量选择器(4)的输入端相连接，第一模拟量选择器(4)的输出端及折线函数模块(3)的输出端与第一大选器(2)的输入端相连接，第一大选器(2)的输出端与第一模拟量AO输出模块(1)的输入端相连接，第一模拟量AO输出模块(1)的输出端与第三模拟量AI输入模块(14)的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，还包括第二减法器(15)、小选器(16)、第二模拟量选择器(17)、迟延模块(18)及第二模拟量AO输出模块(19)；
第一开关量DI输入模块(6)的输出端、第二模拟量AI输入模块(13)的输出端及迟延模块(18)的输出端与第二模拟量选择器(17)的输入端相连接，第二模拟量选择器(17)的输出端及第二模拟量AI输入模块(13)的输出端与小选器(16)的输入端相连接，小选器(16)的输出端与迟延模块(18)的输入端及第二减法器(15)的输入端相连接，第二模拟量AI输入模块(13)的输出端与第二减法器(15)的输入端相连接，第二减法器(15)的输出端与第二模拟量AO输出模块(19)的输入端相连接，第二模拟量AO输出模块(19)的输出端与第四模拟量AI输入模块(25)的输入端相连接。
5.根据权利要求1所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，第一常数块(26)的给定值A1＝0。
6.根据权利要求1所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，第二常数块(28)的给定值A2＞0。
7.根据权利要求1所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，第三常数块(29)的给定值A3＞0。
8.根据权利要求1所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，低值判断器(11)的给定值L0＝0。
9.根据权利要求1所述的适用于煤电机组深度调峰工况的给煤机自动控制系统，其特征在于，迟延模块(18)的给定值D0＞0。
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