一种基于FCB过程的锅炉炉膛压力控制方法及系统与流程

2021-02-26 19:02:37|

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本申请属于自动控制技术领域，尤其涉及一种基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法及系统。

背景技术：

fcb(fastcutback)功能是指在电网发生故障解列后，机组瞬间甩掉全部对外供电负荷情况下，快速减少锅炉负荷并稳定燃烧，以保证在不停炉情况下用以维持发电机解列带厂用电孤网运行或停机不停炉的自动控制功能。燃煤机组在遇到fcb动作时，燃煤机组会快速切换至响应fcb的程序，在响应fcb的程序中，发电机组的负荷被快速减少，燃煤机组内的机汽系统相应减少对锅炉的蒸汽、风、煤、水的输入，引起汽机转速、蒸汽压力、炉膛压力等剧烈变化，造成锅炉内压力不稳定。

现有的为缓解锅炉炉膛压力不稳定的情况，对锅炉的炉膛压力控制系统采用闭环调节的方式，但是，现有的调节方式炉膛压力调节周期过长，容易产生大幅度过调现象，从而造成锅炉运行不稳定或者发生跳闸情况，导致燃煤机组fcb失败。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法及系统，解决了现有的锅炉炉膛压力调节周期过长，容易产生大幅度过调现象，从而造成锅炉运行不稳定或者发生跳闸，导致燃煤机组fcb失败的技术问题。

本申请第一方面提供了一种基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法，包括：

在机组发生fcb动作后，获取所述fcb动作对应的锅炉目标负荷值；

根据所述锅炉目标负荷值，确定锅炉的总风量目标值；

将所述总风量目标值配置为所述锅炉当前的总风量值；

分别接收所述锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至所述锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号；

根据所述总风量目标值和所述前馈信号控制所述锅炉的炉膛压力。

可选地，所述分别接收所述锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至所述锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号包括：

接收所述锅炉的总风量控制系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号；

接收所述锅炉的制粉系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号；

接收所述锅炉的助燃油系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号。

可选地，所述接收所述锅炉的制粉系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号包括：

接收所述制粉系统至所述炉膛压力控制系统的第一前馈信号，其中，所述第一前馈信号为第一个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号，所述第一前馈信号为预置信号值；

分别接收所述制粉系统至所述炉膛压力控制系统的第二前馈信号，其中，所述第二前馈信号为第二个制粉子系统到第n个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统分别至所述炉膛压力控制系统的前馈信号，第二个制粉子系统到第n个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统分别至所述炉膛压力控制系统的前馈信号分别按照预置的减少量递减。

可选地，所述接收所述燃料量控制系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号还包括：

接收高炉及焦炉煤气系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号。

可选地，基于所述总风量目标值，根据所述前馈信号控制所述锅炉的风量包括：

所述根据所述总风量目标值和所述前馈信号控制所述锅炉的炉膛压力，包括：

根据预置的送风速率输送所述总风量目标值的风量至所述炉膛压力控制系统的控制器，使得所述控制器根据所述总风量目标值和所述前馈信号控制所述锅炉的炉膛压力。

可选地，所述根据所述总风量目标值和所述前馈信号控制所述锅炉的炉膛压力，包括：

根据所述总风量目标值和所述前馈信号，生成对应的目标风量控制速率，根据所述目标风量控制速率控制所述炉膛压力控制系统的引风机的出力调节所述锅炉的炉膛压力。

本申请第二方面提供了一种基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制系统，包括：获取模块、切换模块、配置模块、接收模块和控制模块；

所述获取模块，用于在机组发生fcb动作后，获取所述fcb动作对应的锅炉目标负荷值；

所述切换模块，用于根据所述锅炉目标负荷值，确定锅炉的总风量目标值；

所述配置模块，用于将所述总风量目标值配置为所述锅炉当前的总风量值；

所述接收模块，用于分别接收所述锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至所述锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号；

所述控制模块，用于根据所述总风量目标值和所述前馈信号控制所述锅炉的炉膛压力。

可选地，所述接收模块具体用于：

接收所述锅炉的总风量控制系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号；

接收所述锅炉的制粉系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号；

接收所述锅炉的助燃油系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号。

可选地，所述接收所述锅炉的制粉系统至所述炉膛压力控制系统的前馈信号包括：

可选地，所述控制模块具体用于：

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中提供的基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法，包括：在机组发生fcb动作后，获取fcb动作对应的锅炉目标负荷值；根据锅炉目标负荷值，确定锅炉的总风量目标值；将总风量目标值配置为锅炉当前的总风量值；分别接收锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号；根据总风量目标值和前馈信号控制锅炉的炉膛压力。本申请提供的基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法，直接使用总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号，提前利用引风系统对锅炉的风量进行控制，无需等到锅炉炉膛压力因为机组的fcb动作而发生变化后，才采取对炉膛压力的控制，从而减少调节周期，解决了现有的锅炉炉膛压力调节周期过长，容易产生大幅度过调现象，从而造成锅炉运行不稳定或者发生跳闸，导致燃煤机组fcb失败的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提供的基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法的一个流程示意图；

图2为本申请实施例中提供的基于fcb过程的送风控制系统的控制示意图；

图3为本申请实施例中提供的基于fcb过程的炉膛压力控制系统的控制示意图；

图4为本申请实施例中提供的基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法的另一个流程示意图；

图5为本申请实施例中提供的于fcb过程的锅炉风量控制系统的一个结构示意图；

图6为本申请实施例中提供的于fcb过程的锅炉风量控制系统的另一个结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法，解决了现有的锅炉炉膛压力调节周期过长，容易产生大幅度过调现象，从而造成锅炉运行不稳定或者发生跳闸，导致燃煤机组fcb失败的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请中提供了一种基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法的一个实施例。

图1为本申请实施例中提供的基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法的一个流程示意图，如图1所示，该方法具体包括：

步骤101、在机组发生fcb动作后，获取fcb动作对应的锅炉目标负荷值。

需要说明的是，在外线路发生故障跳闸1s钟内，机组发生fcb动作，根据记住类型和机组本身的控制系统不同，机组发生fcb动作的时间为0.1分钟到10分钟不等。锅炉目标负荷值为机组发生fcb动作后，较符合锅炉当前运行状况的负荷值。

步骤102、根据锅炉目标负荷值，确定锅炉的总风量目标值。

步骤103、将总风量目标值配置为锅炉当前的总风量值。

本实施例中，请参阅图2，在机组发生了fcb动作后，锅炉的总风量设定值有正常的风量设定值切换至根据锅炉目标负荷值所确定锅炉的总风量目标值，锅炉的送风控制系统按照一定的速率向锅炉输送风量。

步骤104、分别接收锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号。

本实施中，请参阅图3，锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号是机组发生fcb动作后的前馈信号，炉膛压力控制系统提前接收了该前馈信号，即发生fcb动作后，炉膛压力控制系统分别接收锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号，以减少fcb动作过程中燃料快速切投引起锅炉炉膛内压力的波动幅度，实现锅炉的快速稳燃。

步骤105、根据总风量目标值和前馈信号控制锅炉的炉膛压力。

总风量目标值为当前锅炉需要输入的总风量值，根据接收到的各前馈信号，将总风量目标值的风量分批次、分风量输入至锅炉内，从而控制锅炉炉膛压力。根据各前馈信号来控制锅炉炉膛压力，能够减少fcb动作过程中燃料快速切、投引起的炉膛压力的波动幅度，实现了锅炉的快速稳燃。

本实施例中提供的基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法，直接使用总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号，提前利用引风系统对锅炉的风量进行控制，无需等到锅炉内部压力因为机组的fcb动作而发生变化后，才采取对炉膛压力的控制，从而减少调节周期，解决了现有的锅炉炉膛压力调节周期过长，容易产生大幅度过调现象，从而造成锅炉运行不稳定或者发生跳闸，导致燃煤机组fcb失败的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法的第一实施例，以下为本申请实施例提供的一种基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法的第二实施例，第二实施例对基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法进行进一步地说明。

请参阅图4，图4为本申请实施例中提供的基于fcb过程的锅炉炉膛压力控制方法的另一个流程示意图，包括：

步骤201、在机组发生fcb动作后，获取fcb动作对应的锅炉目标负荷值。

本实施例中的步骤201与第一实施例中的步骤101相同，具体可以参见第一实施例的步骤101，在此不再赘述。

步骤202、根据锅炉目标负荷值，确定锅炉的总风量目标值。

需要说明的是，目标负荷值为机组发生fcb动作之后，锅炉当前较为合适的总风量值。例如根据机组设备配置，锅炉的总风量目标值确定为标准总风量目标值的42％。可以理解的是，对应锅炉当前的总风量值可以根据机组运行的实际情况进行相应的设置。

步骤203、将总风量目标值配置为锅炉当前的总风量值。

可以理解的是，在将总风量目标值配置为锅炉当前的总风量值后，将按照总风量目标值输送风量至锅炉内。

步骤204、分别接收锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号。

需要说明的是，接收锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号，可以减少机组在fcb动作过程中，燃料快速切断投放或者快速投放引起锅炉内的炉膛压力波动。

步骤205、接收锅炉的总风量控制系统至炉膛压力控制系统的前馈信号。

需要说明的是，炉膛压力控制系统接收的锅炉的总风量控制系统至炉膛压力控制系统的前馈信号，为引送风控制系统的送风机控制指令对应的前馈信号。例如，当送风机控制指令为0时，该送风机控制指令对应的锅炉的总风量控制系统至炉膛压力控制系统的前馈信号为7％，该送风机控制指令为60％时，送风机控制指令对应的锅炉的总风量控制系统至炉膛压力控制系统的前馈信号为54％，送风机控制指令为100％时，该送风机控制指令对应的炉膛压力控制系统接收的锅炉的总风量控制系统至炉膛压力控制系统的前馈信号为60％。

步骤206、接收锅炉的制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号。

需要说明的是，在接收锅炉的制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号中：

接收制粉系统至炉膛压力控制系统的第一前馈信号，其中，第一前馈信号为第一个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号，第一前馈信号为预置信号值；分别接收制粉系统至炉膛压力控制系统的第二前馈信号，其中，第二前馈信号为第二个制粉子系统到第n个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统分别至炉膛压力控制系统的前馈信号，第二个制粉子系统到第n个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统分别至炉膛压力控制系统的前馈信号分别按照预置的减少量减少。例如，在机组的fcb动作时间内，第一个制粉子系统发生跳闸后，制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号将会按照预置信号量减少10.5％，第二个制粉子系统发生跳闸后，制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号将会按照预置的减少量3.5％减少，第三个制粉子系统发生跳闸后，制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号将会按照预置的减少量3.5％减少，第四个制粉子系统发生跳闸后，制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号将会按照预置的减少量3.5％减少，以此类推，一直到第n个制粉子系统跳闸后，制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号仍然会按照3.5％的减少量减少，对应的预置信号量10.5％和预置的减少量3.5％是根据实际情况进行设置的，在数值上的设置，本领域技术人员可以根据需要进行设置。

步骤207、接收锅炉的助燃油系统至炉膛压力控制系统的前馈信号。

本实施例中，步骤204至步骤207不存在先后顺序的关系。

可以理解的是，当助燃油的油枪投退时，助燃油控制系统至炉膛压力控制系统的前馈信号的变化量将为0％。

本实施例中，燃料量控制系统至炉膛压力控制系统的前馈信号还可以包括：高炉煤气系统和焦炉煤气系统至炉膛压力控制系统的前馈信号；每切除一台高炉煤气的燃烧器，就会减少高炉煤气系统至炉膛压力控制系统的前馈信号，例如高炉煤气系统至炉膛压力控制系统的前馈信号可以是减少2.5；每切除一台焦炉煤气系统的燃烧器，就会减少焦炉煤气系统至炉膛压力控制系统的前馈信号，例如焦炉煤气系统至炉膛压力控制系统的前馈信号可以是减少1.0。

本实施例中，在助燃油系统或者高炉和焦炉煤气系统在响应机组的fcb动作而快速停止加油或者切除本身的燃烧器时，炉膛压力控制系统接收高煤炉煤气系统和焦炉煤气系统的前馈信号，让炉膛压力控制系统提前对锅炉的风量进行相应的控制，而不是等到助燃油系统、高炉煤气系统和焦炉煤气系统在状态发生改变，对锅炉的炉膛压力产生影响后，才利用对锅炉影响和锅炉的炉膛压力控制系统的控制风量，这样可以提前对风量进行控制，减少锅炉的炉膛压力波动。

步骤208、根据预置的送风速率输送总风量目标值的风量至炉膛压力控制系统的控制器，使得控制器根据总风量目标值和前馈信号控制锅炉的炉膛压力。

需要说明的是，预置送风速率可以是10％/min，则需要输送的总风量会在10分钟内全部输送至炉膛压力控制系统。送风速率也可以不是预置的，可以根据总风量目标值和前馈信号，生成对应的目标风量控制速率，然后根据目标风量控制速率控制炉膛压力控制系统的引风机的出力调节锅炉的炉膛压力。

本申请实施例第二方面提供了一种fcb过程的锅炉风量控制系统的实施例。

以便于理解，请参阅图5，图5为本申请实施例中提供的于fcb过程的锅炉风量控制系统的一个结构示意图，如图5所示，具体包括：

获取模块301、切换模块302、配置模块303、接收模块304和控制模块305。

获取模块301，用于在机组发生fcb动作后，获取fcb动作对应的锅炉目标负荷值。

切换模块302，用于根据锅炉目标负荷值，确定锅炉的总风量目标值。

配置模块303，用于将总风量目标值配置为锅炉当前的总风量值。

接收模块304，用于分别接收锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号。

控制模块305，用于根据总风量目标值和前馈信号控制锅炉的炉膛压力。

以上为本申请实施例提供的一种fcb过程的锅炉风量控制系统的第一实施例，以下为本申请实施例提供的一种fcb过程的锅炉风量控制系统的第二实施例，第二实施例对fcb过程的锅炉风量控制系统进行详细说明。

请参阅图6，图6为本申请实施例中提供的于fcb过程的锅炉风量控制系统的另一个结构示意图，包括：

获取模块401、切换模块401、配置模块404、接收模块404和控制模块405。

获取模块401，用于在机组发生fcb动作后，获取fcb动作对应的锅炉目标负荷值。

切换模块402，用于根据锅炉目标负荷值，确定锅炉的总风量目标值。

配置模块404，用于将总风量目标值配置为锅炉当前的总风量值。

接收模块404，用于分别接收锅炉的总风量控制系统、燃料量控制系统至锅炉的炉膛压力控制系统的前馈信号。

接收模块404具体用于：

接收锅炉的总风量控制系统至炉膛压力控制系统的前馈信号；接收锅炉的制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号；接收锅炉的助燃油系统至炉膛压力控制系统的前馈信号。

需要说明的是，接收锅炉的制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号包括：接收制粉系统至炉膛压力控制系统的第一前馈信号，其中，第一前馈信号为第一个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统至炉膛压力控制系统的前馈信号，第一前馈信号为预置信号值；分别接收制粉系统至炉膛压力控制系统的第二前馈信号，其中，第二前馈信号为第二个制粉子系统到第n个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统分别至炉膛压力控制系统的前馈信号，第二个制粉子系统到第n个制粉子系统发生跳闸后的制粉系统分别至炉膛压力控制系统的前馈信号分别按照预置的减少量减少。

控制模块405，基于总风量目标值，根据前馈信号控制锅炉的风量。

控制模块405具体用于：

根据预置的送风速率输送总风量目标值的风量至炉膛压力控制系统的控制器，使得控制器根据总风量目标值和前馈信号控制锅炉的炉膛压力。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

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