火电机组过热器金属壁温控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于火力发电机组锅炉安全的热工控制技术领域，尤其涉及一种火电机组 过热器金属壁温控制方法，具体是一种避免电站锅炉过热器超温爆管的方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力工业的发展，火力发电机组的装机容量日益增大，成为电网中调频调峰 的主力机组。为了满足电网AGC及一次调频的需要，大容量机组不得不频繁大范围升降负 荷，这对机组参数的稳定运行提出了更高的要求。目前，典型的机组协调控制系统一般只针 对汽温等主要机组参数进行控制，对金属壁温等其他参数仅具有监视和报警功能。尤其是 作为锅炉关键部件的过热器，是锅炉的主要受热面之一，其工作条件比较恶劣，随着锅炉参 数的不断提高，过热器管内工质的温度和压力也不断的提高，容易造成超温爆管。发生过热 器金属壁温超温时，运行人员只能进行手动干预，由于人为干预在时间、空间与能量上的局 限性，不可避免地对机组主要参数带来扰动，甚至发生超温爆管事故，严重影响了机组的安 全及经济运行。因此，研究兼顾火电机组协调控制与过热器金属壁温的综合控制方法具有 非常重要的实际意义。
[0003] 近些年众多研究机构和电厂从不同角度对锅炉过热器金属壁温进行了分析研究。 例如《动力工程》的《锅炉高温受热面金属壁温在线监测系统》，利用火电厂已有的管理信 息系统（MIS)采集机组运行数据，通过在线计算来确定受热面管壁温度，并采用扩展性好、 信息共享度高的B/S结构显示实时监测信息，为机组的安全运行提供了有效的手段。《热能 动力工程》的《高温过热器壁温测试及计算》，为全面掌握过热器壁温状况，实时采集了炉内 壁温及炉外壁温的变化情况，在考虑炉膛出口三维烟温、烟速分布的情况下，建立了过热器 炉内壁温分布的计算模型，编写了基于MATLAB语言的三维可视化计算程序。北京交通大学 硕士论文"电站锅炉过（再）热器壁温特性研究"，建立了锅炉过（再）热器的壁温监控与 预测系统，壁温监控系统实时监控过（再）热器壁温，并通过接口与实时数据库相连，实现 数据的实时趋势查询与历史趋势查询。在神经网络的基础上建立的壁温预测系统实现了过 (再）热器的各种时间间隔的壁温预测。中国专利"一种基于超温风险指标的锅炉受热面 监测方法"，专利申请号201010528854. 9,能够准确评定超温程度的指标--超温风险，其 计算方法具有严格的理论基础，使受热面超温风险评价工作快捷、准确和有据可依。中国专 利"电站锅炉高温管系炉外壁温测量采集点的布局方法"，专利申请号201110428271. 3,提 出一种炉外壁温测量采集点布局的方法，旨在充分发挥高温管系炉内壁温实时监测系统的 功能，以减小温度偏差和延长高温管屏的使用寿命。
[0004] 以上这些文献及专利均是从提高壁温监测精度、构建实时监测与评价系统的角度 开展研究，为电厂运行人员操作提供了可靠的参考依据，但这些研究无法代替运行人员完 成金属壁温的有效控制。发生过热器金属壁温超温时，只能进行人为干预，由于人为干预在 时间、空间与能量上的局限性，不可避免地对机组主要参数带来扰动，甚至发生超温爆管事 故，控制效果严重依赖于运行人员的技术水平。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种火电机组过热器金属壁温控 制方法，其目的是通过现有DCS协调控制系统，自动兼顾火电机组主要参数与过热器金属 壁温控制，有效防止过热器超温爆管事故，降低运行人员的劳动强度，提高机组运行的安全 性和经济性。
[0006] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0007] 火电机组过热器金属壁温控制方法，包括以下步骤：
[0008] 第一步：在协调控制系统的逻辑组态燃料、给水以及两侧屏过减温水、两侧高过减 温水控制回路中增加过热器金属壁温控制回路接口；
[0009] 第二步：进行过热器金属壁温控制回路逻辑组态，并将其输出引入到过热器金属 壁温控制回路接口中作为燃料、给水以及两侧屏过减温水、两侧高过减温水控制的前馈信 号；
[0010] 第三步：控制系统投入实际运行，根据实时运行曲线，在线整定过热器金属壁温控 制回路参数，保证机组主要参数响应快速稳定的同时，将过热器金属壁温控制在合理范围 内。
[0011] 所述的过热器金属壁温控制回路包括减少燃料量、增加给水量、增加两侧屏过减 温水量、增加两侧高过减温水量六种控制。
[0012] 所述的减少燃料量与增加给水量控制，其作用大小为全部屏式过热器金属壁温测 点最大值与报警值之偏差的函数，并通过全部屏式过热器金属壁温最大温升速率的校正 后，作为前馈信号分别作用于燃料和给水控制。
[0013] 所述的增加两侧屏过减温水量控制，其作用大小为对应侧屏式过热器金属壁温测 点最大值与报警值之偏差的函数，并通过对应侧屏式过热器金属壁温最大温升速率的校正 后，作为前馈信号直接作用于该侧的屏过减温水控制；
[0014] 所述的增加两侧高过减温水量控制，其作用大小为对应侧高温过热器金属壁温测 点最大值与报警值之偏差的函数，并通过对应侧高温过热器金属壁温最大温升速率的校正 后，作为前馈信号直接作用于该侧的减温水控制。
[0015] 所述的过热器金属壁温测点，可直接从DCS实时数据库中读取；所述的壁温最大 温升速率可由壁温测点差分取大值计算得出，如果DCS实时数据库中有此值，也可直接取 用。
[0016] 所述的过热器金属壁温控制回路参数的整定方法为，将系统投入实际运行，根据 机组协调控制运行曲线和过热器金属壁温控制曲线，反复在线整定参数，保证机组主要参 数响应快速稳定的同时，自动将过热器金属壁温控制在合理范围内。
[0017] 本发明提出了火电机组过热器金属壁温控制方法，其优点及有益效果是：
[0018] (1)通过现有DCS协调控制系统，自动兼顾火电机组主要参数与过热器金属壁温 控制，有效地防止过热器超温爆管事故，大大提高了机组运行的安全性和经济性。
[0019] (2)可有效降低运行人员的劳动强度，且控制效果不依赖于运行人员的技术水平。 [0020] (3)实时性好，现场调试过程简单，便于工程实现。
[0021] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明算法逻辑图；
[0023] 图2是本发明的工作流程图。
【具体实施方式】
[0024] 本发明是火电机组过热器金属壁温控制方法，如图2所示，包括以下步骤：
[0025] 第一步：在原协调控制系统的逻辑组态燃料、给水以及两侧屏过减温水、两侧高过 减温水控制回路中增加过热器金属壁温控制回路接口；
[0026] 第二步：进行过热器金属壁温控制回路逻辑组态，并将其输出引入到过热器金属 壁温控制回路接口中作为燃料、给水以及两侧屏过减温水、两侧高过减温水控制的前馈信 号；
[0027] 第三步：控制系统投入实际运行，根据实时运行曲线，在线整定过热器金属壁温控 制回路参数，保证机组主要参数响应快速稳定的同时，将过热器金属壁温控制在合理范围 内。
[0028] 本发明中所述的过热器金属壁温控制回路包括减少燃料量、增加给水量、增加两 侧屏过减温水量、增加两侧高过减温水量六种控制。
[0029] 其中，所述的减少燃料量与增加给水量控制，其作用大小为全部屏式过热器金属 壁温测点最大值与报警值之偏差的函数，并通过全部屏式过热器金属壁温最大温升速率的 校正后，作为前馈信号分别作用于燃料和给水控制。
[0030] 所述的增加两侧屏过减温水量控制，其作用大小为对应侧屏式过热器金属壁温测 点最大值与报警值之偏差的函数，并通过对应侧屏式过热器金属壁温最大温升速率的校正 后，作为前馈信号直接作用于该侧的屏过减温水控制。
[0031] 所述的增加两侧高过减温水量控制，其作用大小为对应侧高温过热器金属壁温测 点最大值与报警值之偏差的函数，并通过对应侧高温过热器金属壁温最大温升速率的校正 后，作为前馈信号直接作用于该侧的减温水控制。
[0032] 所述的过热器金属壁温测点，可直接从DCS实时数据库中读取；所述的壁温最大 温升速率可由壁温测点差分取大值计算得出，如果DCS实时数据库中有此值，也可直接取 用。
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