一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法、系统、设备及介质与流程

专利2026-02-01  5


本发明属于火电厂领域,具体涉及一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法、系统、设备及介质。


背景技术:

1、传统火电机组锅炉给煤量指令由机组负荷指令对应的折线函数确定,如某660mw超超临界机组其负荷对应煤量指令函数如下表1所示。

2、表1负荷-煤量折线函数

3、

4、表1中,负荷指令由电网公司调度中心决定,其将负荷指令发送给火电机组,机组收到负荷指令后,由表1函数确定锅炉入炉煤量,从而进行变负荷过程。锅炉煤量指令主要由表1决定,此外还有锅炉pid控制器基于机组主蒸汽压力偏差对燃料量进行小幅修正。

5、传统煤量指令方案由负荷-煤量指令决定了锅炉入炉煤,这在机组入炉煤为设计煤种时可有效实现锅炉正常运行。近年来,动力煤价一路走高,为提升经济效益,火电机组普遍采用“配煤掺烧”方式将不同发热量煤种掺配以降低燃料成本。因为入炉煤质不稳定,不同负荷指令对应的煤种(热量要求)不再是固定值,表1设定的负荷-煤量固定折线关系不再适用,进而导致火电机组运行稳定性变差,主蒸汽压力、主蒸汽温度大幅度波动等问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法,解决了现有的火电厂锅炉燃料量指令在适用于不同的入炉煤质时,存在的火电机组运行稳定性变差的缺陷。

2、为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:

3、本发明提供的一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法,包括以下步骤:

4、步骤1,根据机组当前运行数据判断机组当前运行工况,其中,当机组运行工况为稳态时,进入步骤2;

5、步骤2,根据机组历史运行数据自适应寻找最佳负荷-煤量关系,得到寻优负荷-煤量关系;

6、步骤3,根据机组负荷指令和寻优负荷-煤量关系等计算得到适宜的煤量指令。

7、优选地,步骤1中,根据机组当前运行数据判断机组当前运行工况,具体方法是:

8、s11,分别获取机组减温水流量、机组锅炉主蒸汽压力实际值、机组负荷和机组锅炉煤量;

9、s12,判断机组减温水流量、机组锅炉主蒸汽压力实际值、机组负荷和机组锅炉煤量是否满足条件,当机组减温水流量、机组锅炉主蒸汽压力实际值、机组负荷和机组锅炉煤量均满足条件,则机组处于稳态,其中,机组减温水流量、机组锅炉主蒸汽压力实际值、机组负荷和机组锅炉煤量满足条件分别是:

10、对机组的减温水流量进行一阶惯性滤波,滤波后的减温水流量与设定值进行比较,其中,当滤波后的减温水流量小于设定值且延迟设定时间;

11、计算机组锅炉主蒸汽压力设定值与主蒸汽压力实际值之间的偏差绝对值,当偏差绝对值小于设定值且延迟设定时间;

12、计算机组负荷与其经过一阶惯性滤波后负荷之间的偏差绝对值,当偏差绝对值小于设定值且延迟设定时间;

13、计算机组锅炉煤量与其经过一阶惯性滤波后锅炉煤量之间的偏差绝对值,当偏差绝对值小于设定值且延迟设定时间。

14、优选地,步骤2中,根据机组历史运行数据自适应寻找最佳负荷-煤量关系,得到寻优负荷-煤量关系,具体方法是:

15、利用机组进入稳态后的机组锅炉煤量和机组负荷计算煤功比系数;

16、根据获取机组稳态期间累加的煤功比系数和煤功比系数的数量计算得到稳态期间煤功比的平均值;

17、根据设定的脉冲时间和脉冲次数,确定得到机组在稳态期间机组负荷对应的最终的煤功比系数,得到寻优负荷-煤量关系。

18、一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定系统,包括:

19、工况自动判定模块,用于根据机组当前运行数据判断机组当前运行工况;

20、自适应寻优模块,用于根据机组历史运行数据自适应寻找最佳负荷-煤量关系,得到寻优负荷-煤量关系;

21、煤量指令输出模块,用于根据机组负荷指令和寻优负荷-煤量关系等计算得到适宜的煤量指令。

22、优选地,工况自动判定模块包括第一一阶惯性模块hsfop、第二一阶惯性模块hsfop、第三一阶惯性模块hsfop、第一判断模块lt、第二判断模块lt、第三判断模块lt、第四判断模块lt、第一延迟模块ton、第二延迟模块ton、第三延迟模块ton、第四延迟模块ton、第一减法模块sub、第二减法模块sub、第三减法模块sub、第一绝对值模块abs、第二绝对值模块abs、第三绝对值模块abs和and模块,其中:

23、所述第一一阶惯性模块hsfop的输入端输入值为减温水流量,所述第一一阶惯性模块hsfop的输出端连接第一判断模块lt的第一引脚,所述第一判断模块lt的第二引脚为设定值b1,所述第一判断模块lt的输出端连接第一延迟模型ton的输入端,所述第一延迟模块ton的输出端连接and模块的第一引脚;

24、所述第一减法模块sub的第一引脚输入值为机组锅炉主蒸汽压力设定值sp,第一减法模块sub的第二引脚输入至为主蒸汽压力实际值pv,所述第一减法模块的输出端连接第一绝对值abs的输入端,所述第一绝对值abs的输出端连接第二判断模块lt的第一引脚,所述第二判断模块lt的第二引脚为设定值b2,所述第二判断模块lt的输出端连接第二延迟模块ton的输入端,所述第二延迟模块ton的输出端连接and模块的第二引脚;

25、所述第二一阶惯性模块hsfop的输入端输入至为机组负荷,所述第二一阶惯性模块hsfop的输出端连接第二减法模块sub的第二引脚,所述第二减法模块sub的第一引脚输入值为机组负荷,所述第二减法模块sub的输出端连接第二绝对值abs的输入端,所述第二绝对值abs的输出端连接第三判断模块lt的第一引脚,所述第三判断模块lt的第二引脚为设定值b3,所述第三判断模块lt的输出端连接第三延迟模块ton的输入端,所述第三延迟模块ton的输出端连接and模块;

26、所述第三一阶惯性模块hsfop的输入端输入至为机组锅炉煤量,所述第三一阶惯性模块hsfop的输出端连接第三减法模块sub的第二引脚,所述第三减法模块sub的第一引脚为机组锅炉煤量,所述第三减法模块的输出端连接第三绝对值模块abs的输入端,所述第三绝对值模块abs的输出端连接第四判断模块lt的第一引脚,所述第四判断模块lt的第二引脚为设定值b4,所述第四判断模块lt的输出端连接第四延迟模块ton的输入端,所述第四延迟模块ton的输出端连接and模块。

27、优选地,所述自适应寻优模块包括第一逻辑判断模块gt、第二逻辑判断模块gt、第二and模块、第三and模块、第五延迟模块ton、第六延迟模块ton、第七延迟模块ton、第一脉冲模块tp、第二脉冲模块tp、第三脉冲模块tp、第一选择模块sel、第二选择模块sel、第三选择模块sel、第四选择模块sel、第五选择模块sel和限速率模块hslim_rate,其中:

28、所述第一逻辑判断模块gt的第一引脚输入值为机组负荷,所述第一逻辑判断模块gt的第二引脚为设定值a2,所述第一逻辑判断模块gt的输出端连接第二and模块的第二引脚,所述第二and模块的第一引脚输入值为工况自动判定模块的输出值;所述第二and模块的输出端连接第五延迟模块ton的输入端,所述第五延迟模块的输出端分为三路,一路连接第五选择模块sel的第一引脚,第二路连接第一脉冲模块tp的输入端,第三路连接第三and模块的第一引脚,所述第三and模块的输出端依次经过第二脉冲模块tp、第七延迟模块ton和第三脉冲模块tp连接第二选择模块sel的第一引脚;

29、所述第三and模块的第二引脚连接第六延迟模块ton的输出端,所述第六延迟模块ton的输入端连接取非模块not的输出端,所述取非模块not的输入端连接延迟断开模块tof的输出端,所述延迟断开模块tof的输入端连接第二脉冲模块tp的输出端;

30、所述第二脉冲模块tp的输出端还连接有第一选择模块sel的第一引脚,所述第一选择模块sel的第二引脚连接其输出端,所述第一选择模块sel的第三引脚连接第一除法模块div的输出端,所述第一除法模块div的第一引脚输入值为机组锅炉煤量,所述第一除法模块div的第二引脚输入值为机组负荷;

31、所述第一选择模块sel的输出端还连接有第一加法模块add的第二引脚,所述第一加法模块add的第一引脚连接第二选择模块sel的输出端,所述第一加法模块add的输出端连接第二选择模块sel的第三引脚,所述第二选择模块sel的第二引脚连接第三选择模块sel的输出端,所述第二选择模块sel的输出端分别连接第三选择模块sel的第二引脚和第二除法模块div的第一引脚。

32、所述第三选择模块sel的第三引脚输入值为0;

33、所述第四减法模块sub的第一引脚输入值为煤功系数,其第二引脚连接第五选择模块sel的输出端;所述第四减法模块sub的输出端连接第二绝对值abs的输入端,所述第二绝对值abs的输出端连接第五判断模块lt的第一引脚,所述第五判断模块lt的第二引脚输入值为0.001,所述第五判断模块lt的输出端连接累加模块dcssum的第二引脚,所述累加模块dcssum的第一引脚连接第二脉冲模块tp的输出端,所述累加模块dcssum的输出端分别连接第二除法模块div的第二引脚和第二逻辑判断模块gt的第一引脚,所述第二逻辑判断模块gt的第二引脚为设定值a2;

34、所述第二除法模块div的输出端连接第五选择模块sel的第二引脚,所述第五选择模块sel的第三引脚连接第五选择模块sel的输出端,所述第五选择模块sel的输出端连接限速率模块hslim_rate的第一引脚;

35、所述第二逻辑判断模块gt的输出端连接第四选择模块sel的第一引脚,所述第四选择模块sel的第二引脚为0,所述第四选择模块sel的第三引脚连接函数模块fx的输出端,所述函数模块fx的输入端输入值为机组负荷;

36、所述第四选择模块sel的输出端连接限速率模块hslim_rate的第二引脚,所述限速率模块hslim_rate的输出端输出值为煤功系数。

37、优选地,所述煤量指令输出模块包括第五减法模块sub、第六减法模块sub、第七减法模块sub、第六选择模块sel、第三除法模块div、第二加法模块add、第一乘法模块mul和第二乘法模块mul,其中:

38、所述第五减法模块的第一引脚输入值为机组负荷指令,其第二引脚输入值为深度调峰负荷低限,所述第五减法模块sub的输出端连接第三除法模块div的第一引脚;

39、所述第六选择模块sel的第一引脚连接机组工况自动判定模块,其第二引脚连接其输出端,其第三引脚输入值为机组负荷;所述第六选择模块sel的输出端连接第六减法模块sub的第一引脚,所述第六减法模块sub的第二引脚输入值为深度调峰负荷低限,所述第六减法模块sub的输出端连接第三除法模块div的第二引脚;

40、所述第三除法模块div的输出端连接第一乘法模块mul的第一引脚;

41、所述第七减法模块sub的第一引脚输入值为寻优煤功比,其第二引脚输入值为深度调峰负荷低限煤功比,所述第七减法模块sub的输出端连接第一乘法模块mul的第二引脚,所述第一乘法模块mul的输出端连接第二加法模块add的第一引脚,所述第二加法模块add的第二引脚输入值为深度调峰负荷低限煤功比,所述第二加法模块add的输出端连接第二乘法模块mul的第二引脚,所述第二乘法模块mul的第一引脚输入值为机组负荷指令,所述第二乘法模块mul的输出端输出值为煤量指令。

42、一种计算机设备,包括:

43、处理器,适用于执行计算机程序;

44、计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,执行所述的方法。

45、一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。

46、一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。

47、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

48、本发明提供的一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法,该方法相比传统控制方案设定固定的负荷-煤量指令函数相比更具有灵活性,可根据机组运行状态,自动对稳态负荷-煤量关系进行自动循环记录后获取最佳煤功比系数,最后再根据机组目标负荷、煤功比系数、机组负荷下限等计算得到锅炉煤量指令。本方法获取的煤量指令更能反映机组实际的负荷-煤量函数,有助于提升配煤掺烧火电机组安全、经济运行。


技术特征:

1.一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法,其特征在于,步骤1中,根据机组当前运行数据判断机组当前运行工况,具体方法是:

3.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法,其特征在于,步骤2中,根据机组历史运行数据自适应寻找最佳负荷-煤量关系,得到寻优负荷-煤量关系,具体方法是:

4.一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定系统,其特征在于,包括:

5.根据权利要求4所述的一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定系统,其特征在于,工况自动判定模块包括第一一阶惯性模块hsfop、第二一阶惯性模块hsfop、第三一阶惯性模块hsfop、第一判断模块lt、第二判断模块lt、第三判断模块lt、第四判断模块lt、第一延迟模块ton、第二延迟模块ton、第三延迟模块ton、第四延迟模块ton、第一减法模块sub、第二减法模块sub、第三减法模块sub、第一绝对值模块abs、第二绝对值模块abs、第三绝对值模块abs和and模块,其中:

6.根据权利要求4所述的一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定系统,其特征在于,所述自适应寻优模块包括第一逻辑判断模块gt、第二逻辑判断模块gt、第二and模块、第三and模块、第五延迟模块ton、第六延迟模块ton、第七延迟模块ton、第一脉冲模块tp、第二脉冲模块tp、第三脉冲模块tp、第一选择模块sel、第二选择模块sel、第三选择模块sel、第四选择模块sel、第五选择模块sel和限速率模块hslim_rate,其中:

7.根据权利要求4所述的一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定系统,其特征在于,所述煤量指令输出模块包括第五减法模块sub、第六减法模块sub、第七减法模块sub、第六选择模块sel、第三除法模块div、第二加法模块add、第一乘法模块mul和第二乘法模块mul,其中:

8.一种计算机设备,其特征在于,包括:

9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的方法。


技术总结
本发明提供的一种火电厂锅炉燃料量指令自适应给定方法、系统、设备及介质,包括以下步骤:步骤1,根据机组当前运行数据判断机组当前运行工况,其中,当机组运行工况为稳态时,进入步骤2;步骤2,根据机组历史运行数据自适应寻找最佳负荷‑煤量关系,得到寻优负荷‑煤量关系;步骤3,根据机组负荷指令和寻优负荷‑煤量关系等计算得到适宜的煤量指令;本方法能够获取的煤量指令更能反映机组实际的负荷‑煤量函数,有助于提升配煤掺烧火电机组安全、经济运行。

技术研发人员:张晓航,罗建科,魏江,周松国,周宁斌,马捍其,刘晨,宫傲
受保护的技术使用者:陕西君创智盈能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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