给水流量的控制方法、系统、设备及存储介质与流程

专利2025-12-26  19


本发明涉及燃气轮机组给水流量控制领域,特别是涉及给水流量的控制方法、系统、设备及存储介质。


背景技术:

1、随着我国国民经济持续快速发展,对于用电量的需求不断增加。联合循环燃气轮机发电机组作为目前发电行业的主力调峰机型单机容量也日益增大。近年新建的h级重型燃机联合循环效率更是可以达到60%以上。

2、h级重型燃机排气余热能量更高,相较常规的汽包余热锅炉,直流余热锅炉可以进一步提升联合循环效率,获得更加清洁、节能、高效地电力,不仅节约运行成本、增加经济效益,同时也符合国家能源发展的战略规划。

3、然而常规燃气轮机组皆配置汽包炉,仅需控制汽包水位,直流余热锅炉与常规煤粉直流炉又有很大的区别,其给水控制在国内外电力行业没有先例,因此,需开发一种针对该类新型机组给水流量的控制方式。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本申请公开了一种给水流量的控制方法,该方法包括:

2、在燃机点火初期,设定给水流量为设计规定的最小流量值;

3、随着燃机负荷的增加,通过负荷对应的流量曲线得出理论给水流量设定值;

4、通过实时监测燃机排烟温度和排烟质量流量,计算燃机排烟能量,并利用该排烟能量通过滞后模块和积分器生成三阶惯性时间的修正量,以修正惯性环节的理论惯性时间;

5、将修正后的惯性时间与中间点温度控制器输出的给水流量修正值结合,得到最终给水流量设定值;

6、其中,中间点温度控制器由pid运行模块组成,其设定值根据燃机排烟能量动态调整,并通过pid控制输出给水流量修正值;

7、最终给水流量设定值通过给水主控pid控制器调节执行机构,以控制锅炉给水流量。

8、可选地,理论给水流量设定值经过三个一阶段惯性环节,三个惯性的环节的理论惯性时间为燃机负荷对应的曲线。

9、可选地,三个惯性环节的理论惯性时间根据燃机负荷的实际运行数据和工程经验进行优化调整,以确保系统响应的平稳性。

10、可选地,所述执行机构包括给泵变频器、电泵液力耦合器、汽动给水泵转速、锅炉上水调门中的至少一个。

11、可选地,所述方法还包括:实时监测燃机排烟能量变化率,当变化率超过预设阈值时,动态调整中间点温度控制器的设定值,进而调节给水流量,以防止余热锅炉受热面超温并稳定主蒸汽温度。

12、可选地,所述中间点温度控制器的pid参数根据实际运行情况进行调整,以实现中间点温度的精确控制,其中,所述pid参数包括比例、积分、微分中的至少一项。

13、可选地,最终给水流量设定值的动态调节过程形成闭环控制系统,通过实时反馈调整执行机构的控制信号,确保锅炉给水流量始终保持在设定值附近波动。

14、另一方面,还提供了一种给水流量的控制系统,所述系统包括:

15、设定模块,用于在燃机点火初期,设定给水流量为设计规定的最小流量值;

16、计算模块,用于随着燃机负荷的增加,通过负荷对应的流量曲线得出理论给水流量设定值;

17、计算模块,用于通过实时监测燃机排烟温度和排烟质量流量,计算燃机排烟能量,并利用该排烟能量通过滞后模块和积分器生成三阶惯性时间的修正量,以修正惯性环节的理论惯性时间;

18、结合模块,用于将修正后的惯性时间与中间点温度控制器输出的给水流量修正值结合,得到最终给水流量设定值;

19、其中,中间点温度控制器由pid运行模块组成,其设定值根据燃机排烟能量动态调整,并通过pid控制输出给水流量修正值;

20、最终给水流量设定值通过给水主控pid控制器调节执行机构,以控制锅炉给水流量。

21、另一方面,还提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,存储器中存储有计算机程序,处理器执行该程序时实现如前述的给水流量的控制方法。

22、另一方面,还提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如前述的给水流量的控制方法。

23、本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

24、通过采用直流余热锅炉替代传统的汽包余热锅炉,本发明显著提高了联合循环机组的发电效率。直流余热锅炉能够更有效地利用燃机排气余热,使得整个系统的能源利用率达到更高水平,从而节约运行成本,增加经济效益。

25、本发明通过引入燃机排烟温度和排烟流量的实时监测,并结合中间点温度控制回路,实现了给水流量与余热锅炉热负荷的精确匹配。这种方法有效避免了因给水流量与热负荷不匹配而导致的效率损失,确保了机组的稳定运行。

26、在燃机排烟能量变化较大、较快的工况下,本发明通过动态调整中间点温度的设定值,从而实时调节给水流量,有效防止了余热锅炉受热面的超温现象。这不仅延长了锅炉的使用寿命,还保证了机组的安全运行。

27、通过综合考虑燃机负荷、排烟能量变化以及中间点温度控制,本发明实现了对主蒸汽温度参数的稳定控制。这一控制效果有助于提升机组发电质量,满足电网对电力供应的稳定性和可靠性要求。

28、本发明的实施不仅提高了机组的发电效率,还通过减少燃料消耗和维护成本等方式,降低了机组的运行成本。长期来看,这将显著提升电力企业的经济效益和市场竞争力。



技术特征:

1.一种给水流量的控制方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,理论给水流量设定值经过三个一阶段惯性环节,三个惯性的环节的理论惯性时间为燃机负荷对应的曲线。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,三个惯性环节的理论惯性时间根据燃机负荷的实际运行数据和工程经验进行优化调整,以确保系统响应的平稳性。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述执行机构包括给泵变频器、电泵液力耦合器、汽动给水泵转速、锅炉上水调门中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:实时监测燃机排烟能量变化率,当变化率超过预设阈值时,动态调整中间点温度控制器的设定值,进而调节给水流量,以防止余热锅炉受热面超温并稳定主蒸汽温度。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述中间点温度控制器的pid参数根据实际运行情况进行调整,以实现中间点温度的精确控制,其中,所述pid参数包括比例、积分、微分中的至少一项。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,最终给水流量设定值的动态调节过程形成闭环控制系统,通过实时反馈调整执行机构的控制信号,确保锅炉给水流量始终保持在设定值附近波动。

8.一种给水流量的控制系统,其特征在于,所述系统包括:

9.一种电子设备,包括处理器和存储器,存储器中存储有计算机程序,处理器执行该程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的给水流量的控制方法。

10.一种存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的给水流量的控制方法。


技术总结
本申请是关于一种给水流量的控制方法,该方法包括:在燃机点火初期,设定给水流量为设计规定的最小流量值;随着燃机负荷的增加,通过负荷对应的流量曲线得出理论给水流量设定值;通过实时监测燃机排烟温度和排烟质量流量,计算燃机排烟能量,并利用该排烟能量通过滞后模块和积分器生成三阶惯性时间的修正量,以修正惯性环节的理论惯性时间;将修正后的惯性时间与中间点温度控制器输出的给水流量修正值结合,得到最终给水流量设定值;其中,中间点温度控制器由PID运行模块组成,其设定值根据燃机排烟能量动态调整,并通过PID控制输出给水流量修正值;最终给水流量设定值通过给水主控PID控制器调节执行机构,以控制锅炉给水流量。

技术研发人员:沈辰杰,龚凯峰,陆杰,汪钊,徐厚文,钱梦帆,周尧天,金麒麟,张印志,支鹏飞,院振松,杨伟平,胡天予,郭大永,高逸韡
受保护的技术使用者:上海电力建设启动调整试验所有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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