專利名稱：無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動升負荷控制方法及系統，尤其是指機組自動升負荷 控制方法及系統。
背景技術：
隨著我國將火電建設的重點放在大容量、高參數、高自動化、高效益的 機組(常說的機組主要包括發電機、汽輪機以及鍋爐等一系列和火力發電有 關的設備)上來，對電廠控制設備可靠性的要求越來越高，控制策略也向高
精度、高效率、高穩定性的方向發展。機組自啟停控制系統APS是近幾年自 動控制發展的一個方向。
APS是實現機組啟動和停止過程自動化的系統，其優勢在于可以極大地 減輕運行人員的工作強度，減少誤操作的可能性，縮短機組啟停時間，從整 體上提高機組自動化水平。而實現升負荷過程中的自動控制，是實現機組自 啟停控制系統的一大難題。目前現有的機組升負荷過程基本上是通過手動控 制燃料的增減，使得負荷值的增長不穩定，不能很好地滿足機組升負荷的要 求，經常會出現超溫超壓的現象，且由于機組要求一定的負荷值對應一定的 主蒸汽壓力值，而現有的操作手段在升負荷過程中較難使主蒸汽壓力滿足機 組升負荷的要求。

發明內容
本發明的目的在于提供一種可實現燃料值自動增減、主蒸汽壓力值滿足機組升負荷要求的無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法及系統。 本發明提供的無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法，包括 將汽輪機切換到協調控制系統控制方式，所述汽輪機接收控制信號并根
據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控制主蒸汽壓力值；
根據公式給煤機加煤速率=總煤量*升負荷速率/總負荷，將機組的所述升 負荷速率轉變為所述給煤機加煤速率，所述升負荷速率以及所述總負荷與所
述總煤量為預設值；
先啟動的制粉系統的給煤機根據所述給煤機加煤速率加煤，當已啟動給 煤機給煤率增加到 一定值，在后續啟動制粉系統的給煤機滿足點火條件時投 運所述在后續啟動的制粉系統；
根據所述制粉系統投運的數量是否大于預設數量，將所述汽輪機和所述 制粉系統切換到協調控制^^莫式。
本發明提供的一種可實現自動升負荷的系統，包括
控制模塊，用于根據第一用戶指令調整汽輪機為協調控制系統控制方式；發 出控制信號；并根據公式給煤機加煤速率=總煤量*升負荷速率/總負荷，將 機組的所述升負荷速率轉變為給煤機的所述給煤機加煤速率，所述升負荷速 率以及所述總負荷與所述總煤量為預設值；
汽輪機，用于接收所述控制信號并根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控制主 蒸汽壓力值；
至少兩套制粉系統，在先啟動的制粉系統的給煤機用于根據所述給煤機加煤 速率加煤，在后啟動的制粉系統的給煤機滿足點火條件時投運所述在后啟動 的制粉系統；
切換模塊，用于根據所述制粉系統投運的數量是否大于預設數量將所述汽輪 機和所述制^l分系統切換到協調控制才莫式。本發明通過將升負荷速率轉換為給煤機加煤速率，而所述升負荷速率為 預設值，其根據機組啟動的狀態而定，升負荷速率的設定將滿足機組啟動狀 態的要求，故由此轉換的給煤機加煤速率同樣將滿足機組啟動的要求，不需 再通過手動控制給給煤機加煤，便能實現燃料的自動增減，且給煤機根據所 述給煤機加煤速率加煤可實現一個穩定增長的過程，從而使負荷值也能穩定
增長；燃料的增加，將使負荷值及主蒸汽壓力值都發生相應的變化，而通過
使用汽輪機根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控制主蒸汽壓力值，對變化的 主蒸汽壓力值進行相應的控制，使的主蒸汽壓力值滿足升負荷的要求。
本發明通過將升負荷速率轉換為給煤機加煤速率，使負荷值的穩定增長 通過給煤機的穩定加煤實現，而汽輪機則根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系 對變化的主蒸汽壓力值進行控制，使得一定的負荷對應一定的壓力，因此可 實現燃料值自動增減、主蒸汽壓力值滿足升負荷要求的，燃料值、主蒸汽壓 力值及負荷值又都能滿足機組自動升負荷過程的要求。


附圖l是本發明無旁路或旁路切除機組的自動升負荷控制方法的流程圖； 附圖2為本發明可實現自動升負荷的系統的邏輯框圖。
具體實施例方式
現有的機組常常通過手動控制給煤機加煤，因此使得負荷值的增長不穩 定，且較難使主蒸汽壓力值滿足機組升負荷的要求，因此本發明的申請人經 過精心思索，找到本發明中通過將汽輪機使用協調控制系統遙控方式，汽輪 機控制主蒸汽壓力值，使得自動升負荷過程中，可實現自動控制，并能保障 主蒸汽壓力值滿足機組升負荷的要求；通過將機組的升負荷速率轉變為給煤 機加煤速率，升負荷速率的設定將滿足機組啟動狀態的要求，故由此轉換的 給煤機加煤速率同樣將滿足機組啟動的要求，不需再通過手動控制給給煤機加煤，便能實現燃料的自動增減，燃料的穩定增減又能使負荷值穩定增減， 及主蒸汽壓力的增減滿足機組升負荷要求。
下面將根據附圖1，對本發明進行說明，本發明提供的無旁路或旁路切除
機組自動升負荷控制方法，包括
將汽輪機切換到協調控制系統控制方式，所述汽輪機接收控制信號并根據 負荷值與主蒸汽壓力值的關系控制主蒸汽壓力值(步驟1);
根據公式給煤機加煤速率=總煤量*升負荷速率/總負荷，將機組的所述升 負荷速率轉變為所述給煤機加煤速率，所述升負荷速率以及所述總負荷與所 述總煤量為預設值(步驟2 );
在先啟動的制粉系統的給煤機根據所述給煤機加煤速率加煤，在后啟動 的制粉系統的給煤機滿足點火條件時投運所述在后啟動的制粉系統(步驟3 );
根據所述制粉系統投運的數量是否大于預設數量將所述汽輪機和所述制 粉系統切換到協調控制模式(步驟4 )。
在執行步驟l時 ，優選的，將汽輪機切到協調控制系統控制方式(CCS), 由于CCS狀態下，設有對應的控制系統對無旁路或旁路切除機組進行分散控 制，控制系統一端可與服務器及操作員控制臺連接，因此可通過控制系統對 汽輪器發出控制信號，汽輪機根據控制信號并根據負荷值與主蒸汽壓力值的 關系控制主蒸汽壓力值，而汽輪機對主蒸汽壓力的控制，可保證一定的負荷 值對應一定的壓力值，從而使主蒸汽壓力值能滿足機組升負荷的要求；CCS 還能便于機組自動升負荷過程中的實現機組的自動控制。
優選的，在此步驟中汽4侖機控制主蒸汽壓力值，是通過汽輪機控制投TF (汽輪機跟隨)方式，汽輪機側控制主蒸汽壓力值；其中，負荷值與主蒸汽 壓力值呈一定的關系，主要是呈函數關系，對應的函數為P-F(x),其中x為負 荷值，P為主蒸汽壓力值，主蒸汽壓力值與負荷值的對應關系針對不同的電廠 值可能有所不同，但負荷值的增長將影響主蒸汽壓力值的增長。在執行步驟2時，優選的，將根據公式給煤^1加煤速率=總煤量*升負 荷速率/總負荷，將機組的升負荷速率轉變為給煤機加煤速率，所述總煤量與 總負荷為預設值，對于固定的機組，其總煤量及總負荷為一個定值，所述升 負荷速率也為一個預設值，升負荷速率是根據機組啟動狀態而變，機組熱態
啟動時升負荷率較快，冷態啟動時升負荷率較慢；在機組的啟動過程中，將 機組的負荷值升到目標負荷值的過程往往不能即刻完成，因為負荷值對應一 定的壓力值，而若將機組的負荷值瞬變至目標負荷值，將可能引起壓力及機 組溫度瞬間過高，導致機組設備的損毀，因此啟動過程中，需調節升負荷的 速率，將升負荷速率適合機組負荷值增長的要求。通過上述公式轉換后，將 升負荷速率與給煤機加煤速率建立相應的關系連接，從而建立了燃料量與負 荷值之間的關系，而燃料量通過給煤機加煤速率的控制可實現穩定增加的過 程，燃料的增加，可使負荷值增長，而負荷值的增長將使主蒸汽壓力值發生
相應的增長；同時汽輪機還將不斷的控制主蒸汽壓力值，使主蒸汽壓力值能 滿足其與負荷值的關系。
在執行步驟3時，優選的，給煤機根據給煤才幾加煤速率加煤，而給煤機 加煤速率是隨升負荷速率的變化而自動的發生變化，因此給煤機根據給煤機 加煤速率加煤，可實現燃料的自動增減，還可以滿足負荷值增長的要求。優 選的， 一般的制粉系統包括給煤機以及磨煤機，在不同的機組中設有的制粉 系統的數量可能有所不同，在先啟動的制粉系統若是第一套制粉系統，則該 套制粉系統的給煤機則可通過等離子或微油模式點火或者投油點火等點火方 式啟動后，其他在后啟動的制粉系統是否投運則需判斷每套制粉系統中屬于 該套制粉系統的給煤機是否滿足點火條件，常常用來判斷是否滿足點火條件 的有判斷前一套制粉系統中的給煤機的給煤率是否大于50%，或者給煤機的 出力是否達到85%等，若在后啟動的的制粉系統的給煤機滿足點火條件則可 投運該在后啟動的制粉系統。
在執行步驟4時，由于將機組的負荷值升到目標負荷值的過程中，負荷的增長需要通過給煤機加煤而實現，由于單臺給煤機出力可調整的范圍較小， 稍有不慎還會導致滅火，而往往通過一套制粉系統的給煤機加煤使負荷值升 到一個預定值后將機組切換到投協調控制系統控制方式有一定的難度，因此 常常投運的制粉系統的數量會超過一臺，才有可能將機組切換到投協調控制 系統控制方式，因此步驟4當中，需要根據制粉系統的投運數量是否大于預
設定數量才切到協調控制模式，此預定數量可以為2或者是3等，負荷已經 升到一定值，給煤機控制也具有了可調整的能力，因為此時即可滿足機組投 協調控制的要求。將所述汽輪機和所述制粉系統切到協調控制模式時，將設 定目標負荷值及升負荷速率，機組將按升負荷速率加負荷值，當機組的負荷 值升至目標負荷值時，說明機組已完成啟動過程。
在此特別說明的是，在執行步驟3時，不同機組所設有的制粉系統的數 量可能有所不同，且點火方式也有所不同，因此投運制粉系統的方式可能也 有所不同。因此將舉等離子或微油點火模式以及投油點火模式為例，假設機 組設有三套制粉系統。
第 一種為采用等離子或微油點火模式的機組
啟動第一套制粉系統(在先啟動的制粉系統)時，通過等離子或微油點 火，第一套制粉系統的給煤機根據給煤機加煤速率加煤，煤量的增加將引起 負荷值的增長，在此過程中，需判斷負荷值是否達到預定值，且是否滿足啟 動第二套制粉系統的給煤機的點火條件，其需滿足的點火條件是第 一套制粉 系統的給煤機的給煤量〉50%，或者第一套制粉系統的給煤^L的出力〉85。/。；如 果不滿足，則繼續加煤，如果滿足，則投運第二套制粉系統；在此還需說明 的是，判斷負荷是否達到預定值，可通過使用預先設定好的邏輯程序等，通 過此邏輯程序進行判斷；
當第二套制粉系統(相對于第一套制粉系統為在后啟動的制粉系統，相 對于第三套制粉系統為在先啟動的制粉系統)投入運行后，同樣第二套制粉 系統的給煤機根據給煤機加煤速率加煤，判斷負荷是否達到預定值，且是否滿足第三套制粉系統的給煤機的點火條件，其需滿足的點火條件是第二套制
粉系統的給煤機的給煤量〉5 0% ，或者第二套制粉系統的給煤機的出力〉8 5%; 若不滿足，則繼續加煤直至滿足第三套制粉系統(在后啟動的制粉系統)的 給煤機的點火條件；若滿足條件，則投運第三套制粉系統；
判斷是否完成三套制粉系統的投運，若全都投運，則將所述汽輪機和所 述制粉系統切到協調控制模式。在此過程中判斷制粉系統是否投運常常是通 過判斷給煤機以及磨煤機是否運行進行，從而判斷出制粉系統是否投運，如 通過判斷給煤機是否運行、磨煤機是否運行、磨煤機出口門是否開、給煤機 入口門是否開、火^r有火來獲知。
第二種方法為投油點火的方式下投運制粉系統的方法
啟動第一套制粉系統時，通過投油點火，第一套制粉系統的給煤機根據 給煤機加煤速率加煤，直到第二套制粉系統的給煤機滿足點火條件，可投運 第二套制粉系統；而如果此時機組處于低負荷狀態，則可以通過投油助燃投 運第二套制粉系統；
第二套制粉系統投運完成后，可將第 一套制粉系統的給煤機及第二套制 粉系統的給煤機投自動，接收燃料主控的指令，按照給煤機加煤速率增加燃 料，升負荷到預定負荷值后；投運第三套制粉系統。而機組在第三套制粉系 統投入后，切到協調控制模式，此時機組自動控制負荷增長速率，并判斷負 荷值是否達到設定的目標負荷值，當機組升負荷到預定的目標負荷值，則完
成才幾組啟動過禾呈，退出才幾ia自啟1亭控制。
優選的，在執行步驟2時，為了在升負荷的過程中，能更好的滿足負荷 增長的要求，還提供了手動調整給煤機加煤速率的功能，給煤機加煤速率的 調整將改變燃料的增減速度，從而可以使負荷值的增長能更加適應機組的要 求；給煤機接收手動調整信號后將調整給煤機加煤速率；通過手動調整，可 使負荷值、燃料值以及主蒸汽壓力值的增長更接近于要求值。
優選的，在執行步驟2的過程中，為了給一些意外的情況提供一個處理環境，本發明還提供了手動控制給煤機是否加煤的功能，通過使用暫停信號 或者重新啟動的命令去操控，因此當主蒸汽壓力值偏差過大或者主蒸汽升溫 速率過快或其他一些不符合要求的情況出現時，給煤機將根據接收到的暫停 信號或重新啟動信號控制是否加煤，可通過使用暫停命令，停止燃料的增加， 待恢復正常后，再使用重新啟動的命令，繼續增加燃料。
本發明提供的無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法，通過將負荷 值的變化轉換為燃料量的變化，同時將汽輪機切換為協調控制系統控制方式， 使用汽輪機對主蒸汽壓力的控制，并從而實現自動控制功能，并能實現燃料 值自動增減、主蒸汽壓力值滿足升負荷要求的，燃料值、主蒸汽壓力值及負 荷值又都能滿足機組自動升負荷過程的要求。
優選的，請參見附圖2,本發明使用自動升負荷控制方法可實現自動升負荷的 系統，包括
控制模塊，用于根據第一用戶指令調整汽輪機為協調控制系統控制方 式；發出控制信號；并根據公式給煤機加煤速率=總煤量*升負荷速率/總負 荷，將機組的所述升負荷速率轉變為給煤機的所述給煤機加煤速率，所述升 負荷速率以及所述總負荷與所述總煤量為預設值；
汽輪機，用于接收所述控制信號并根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控 制主蒸汽壓力值；
至少兩套制粉系統，在先啟動的制粉系統的給煤機用于根據所述給煤機 加煤速率加煤，在后啟動的制粉系統的給煤機滿足點火條件時投運所述在后 啟動的制粉系統；
切換模塊，用于根據所述制粉系統投運的數量是否大于預設數量將汽輪 機和制粉系統切換到協調控制模式。
所述控制模塊，能提供給用戶輸入指令進行控制，控制模塊中包括了多 種控制方式，才艮據第一用戶指令可將汽輪器調整為協調控制系統控制方式；同時用戶可同時使用控制模塊發出控制信號；并使控制模塊執行以下操作，
根據公式給煤機加煤速率=總煤量*升負荷速率/總負荷，將機組的所述升負 荷速率轉變為給煤機的所述給煤機加煤速率，所述升負荷速率以及所述總負 荷與所述總煤量為預設值。
所述汽輪機接收到控制信號后，將根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控 制主蒸汽壓力值，優選的，主蒸汽壓力值與負荷值呈函數關系，即P二F(x), 其中x為負荷值，P為主蒸汽壓力值，負荷值可決定主蒸汽壓力值。
制粉系統至少設有兩套，在先啟動的制粉系統的給煤機根據所述給煤機 加煤速率加煤，在后啟動的制粉系統的給煤機滿足點火條件時投運所述在后 啟動的制粉系統，將負荷值的增長通過燃料值的增加來實現，而制粉系統的 在投運時，在先啟動的制粉系統若為第一套啟動的制粉系統，則該套制粉系 統的給煤機往往通過點火啟動，給煤機在不斷的加煤，當給煤機的給煤量大 于百分之五十，或者出力達到百分之八十五時，即達到了下一套制粉系統的 給煤機的點火條件時，則可投運下一套制粉系統，若機組中設有多套制粉系 統時，則制粉系統將依次投運。
當投運的制粉系統的數量超過預設的數量時，則可通過切換模塊切換到 協調控制才莫式，預設的數量為2或者3等，協調控制it式時，將設定目標負 荷值及升負荷速率；根據此升負荷速率將負荷值升值目標負荷值，則完成自 動升負荷的過程。
本發明提供的可實現自動升負荷的系統工作時，操作人員可使用控制裝 置輸入第一用戶指令選定汽輪機為協調控制系統控制方式，并向汽輪機發出 控制信號，同時還將根據公式計算給煤機加煤速率；汽輪機接收到控制信號 后根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控制主蒸汽壓力值，而制粉系統的給煤 機根據給煤機加煤速率加煤，當在先啟動的制粉系統的給煤機的給煤量>50% 或者出力>85%時即滿足在后啟動的制粉系統的給煤機的點火條件，因此投運 第二套制粉系統；當投運的制粉系統的數量大于預設的數量時，切換模塊將切換至協調控制模式；此自動升負荷的具體操作過程可參見上述方法中的步 驟，故在此不再贅述。
優選的，所述控制模塊還包括手動調整模塊，可提供一個手動修改設定 值的操作框，由操作人員對給煤機加煤速率等進行修改，操作人員可通過第 二用戶指令向給煤機發送信號調整給煤機加煤速率。
優選的，所述控制模塊還包括燃料控制模塊，控制燃料的供給，可提供 發出暫停信號或重新啟動信號的操作按4建，從而可以手動控制是否繼續給煤， 在主蒸汽壓力或溫度偏差過大時，可通過操作按鍵向給煤機發送暫停信號或 重新啟動信號控制是否加煤。
以上所述的本發明實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何 在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本 發明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1、一種無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法，所述機組至少包括兩套制粉系統，其特征在于，包括將汽輪機切換到協調控制系統控制方式，所述汽輪機接收控制信號并根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控制主蒸汽壓力值；根據公式給煤機加煤速率＝總煤量*升負荷速率/總負荷，將機組的所述升負荷速率轉變為所述給煤機加煤速率，所述升負荷速率以及所述總負荷與所述總煤量為預設值；在先啟動的制粉系統的給煤機根據所述給煤機加煤速率加煤，在后啟動的制粉系統的給煤機滿足點火條件時投運所述在后啟動的制粉系統；根據所述制粉系統投運的數量是否大于預設數量將所述汽輪機和所述制粉系統切換到協調控制模式。
2、 如權利要求1所述的一種無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法，其 特征在于所述給煤機接收手動調整信號調整給煤^;幾加煤速率<;
3、 如權利要求1所述的一種無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法，其 特征在于所述給煤機接收暫停信號或重新啟動信號控制是否加煤。
4、 如權利要求1所述的一種無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法，其 特征在于所述機組處于低負荷時，所述在后啟動的制粉系統通過投油助燃 投運。
5、 如權利要求4所述的一種無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法，其 特征在于機組切到協調控制模式時，設定目標負荷值及所述升負荷速率， 當機組根據所述升負荷速率升到所述目標負荷值時，機組完成自動升負荷過 程。
6、 一種可實現自動升負荷的系統，其特征在于，包括控制模塊，用于根據第一用戶指令調整汽輪機為協調控制系統控制方式；發出控制信號；并根據公式給煤機加煤速率=總煤量*升負荷速率/總負荷，將 機組的所述升負荷速率轉變為給煤機的所述給煤機加煤速率，所述升負荷速 率以及所述總負荷與所迷總煤量為預設值；汽輪機，用于接收所述控制信號并根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控制主 蒸汽壓力值；至少兩套制粉系統，在先啟動的制粉系統的給煤機用于根據所述給煤機加煤 速率加煤，在后啟動的制粉系統的給煤機滿足點火條件時投運所述在后啟動 的制粉系統；切換模塊，用于根據所述制粉系統投運的數量是否大于預設數量將所述汽輪 機和所述制粉系統切換到協調控制4莫式。
7、 如權利要求6所述的機組，其特征在于所述控制模塊還包括手動調整模 塊，用于根據第二用戶指令向所述給煤機發送信號調整給煤機加煤速率。
8、 如權利要求6所述的機組，其特征在于所述控制模塊還包括燃料控制模 塊，用于向所述給煤機發送暫停信號或重新啟動信號控制是否加煤。
全文摘要
本發明提供一種無旁路或旁路切除機組自動升負荷控制方法，所述機組至少包括兩套制粉系統，包括將汽輪機切換到協調控制系統控制方式，所述汽輪機接收控制信號并根據負荷值與主蒸汽壓力值的關系控制主蒸汽壓力值；根據公式給煤機加煤速率＝總煤量*升負荷速率/總負荷，將機組的升負荷速率轉變為給煤機加煤速率，所述升負荷速率以及總負荷與總煤量為預設值；在先啟動的制粉系統的給煤機根據所述給煤機加煤速率加煤，在后啟動的制粉系統的給煤機滿足點火條件時投運所述在后啟動的制粉系統；根據所述制粉系統投運的數量是否大于預設數量將汽輪機和制粉系統切換到協調控制模式。本發明可實現燃料值自動增減、主蒸汽壓力值滿足機組升負荷要求。
文檔編號F22B35/00GK101660749SQ20091019234
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月14日 優先權日2009年9月14日
發明者鋒 李, 潘鳳萍, 陳銳民 申請人:廣東電網公司電力科學研究院