CN104976618A - 减少循环流化床锅炉停机的方法及逻辑控制模块和控制*** - Google Patents

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旋继新
田振宇
韩洛奇
赵永刚
米广鹤
王杰
郑君
吕科
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Abstract

本发明提出了一种减少循环流化床锅炉停机的方法，其包括：循环流化床锅炉停炉时，当主蒸汽品质满足汽轮机运行要求，就不关闭汽轮机主汽门，使汽轮发电机继续并网运行；所述方法的控制回路由输入指令条件1、状态判断和处理逻辑回路2和输出指令逻辑回路3构成。本发明还提出了一种循环流化床机组停炉不停机逻辑控制模块以及具有该逻辑控制模块的控制***。本发明具有控制方法简单、控制逻辑可靠及控制界面清晰的优点，大大降低循环流化床锅炉停机的次数。

Description

减少循环流化床锅炉停机的方法及逻辑控制模块和控制***
技术领域
本发明属于汽轮机发电技术领域，具体涉及一种减少循环流化床锅炉停机的方法及循环流化床机组停炉不停机逻辑控制模块和控制***。
背景技术
循环流化床锅炉技术作为一种清洁燃煤技术,在节约能源、调节负荷控制污染及燃料适应性等方面具有突出的优点,在电力工业及其它工业领域中得到了迅猛的发展。在煤粉炉机组设计中，锅炉跳闸动作即联停汽轮机，但对于循环流化床锅炉，其在运行时，在炉膛内有大量的热燃料,蓄热量非常大,锅炉跳闸动作后在一定时间内仍能保证汽轮机用汽品质，所以锅炉跳闸动作后并不一定要停汽轮机,如果能在短时间内排除锅炉侧故障，可以不解列汽轮机。
目前，对于循环流化床机组工程实施中，各工程差异较大，没有形成独立的、规范的、标准的控制方法。因此，使得在工程实施中，存在停炉不停机控制方法及逻辑控制界面不清晰、可移植性差、使用不方便等缺陷。这给DCS分散控制***的实现、机组***的安全运行和以后的运行维护带来了困难。
发明内容
在现有技术中，对于循环流化床机组，锅炉跳闸后汽轮机动作形式多样，如有的锅炉跳闸后直接跳掉汽轮机，有的延时跳汽轮机，还有根据主汽温度判断是否跳汽轮机，形式多种多样。本发明的目的就是针对上述技术问题，提供一种减少循环流化床锅炉停机的控制方法，及在此种方法下的一种独立的、方便操作的循环流化床机组停炉不停机逻辑控制模块和控制***。
本发明提出了一种减少循环流化床锅炉停机的方法，循环流化床锅炉停炉时，当主蒸汽品质满足汽轮机运行要求，就不关闭汽轮机主汽门，使汽轮发电机继续并网运行；所述方法的控制回路由输入指令条件1、状态判断和处理逻辑回路2和输出指令逻辑回路3构成；当锅炉的安全运行条件不满足，或需要立即停炉，降低燃烧率时，输入指令条件1发出锅炉跳闸信号，状态判断和处理逻辑回路2判断汽轮机侧蒸汽品质是否满足运行要求，并根据输入指令条件1输出的信号，确定汽轮机跳闸指令条件是否成立，一旦锅炉跳闸和汽轮机侧蒸汽品质无法满足运行要求同时产生时，输出指令逻辑回路3立即判断处理输出结果使汽轮机跳闸。
优选地，所述状态判断和处理逻辑回路2判断蒸汽品质是否满足运行要求的蒸汽品质判断条件包括：主汽温度低于435℃、主汽温度变化率高于5℃/min、主汽温度变化率低于-5℃/min、主汽温度过热度低于120℃报警、汽包水位高高，当满足上述一个或多个条件时，即判断蒸汽品质无法满足运行要求。
优选地，状态判断和处理逻辑回路2包括逻辑回路与门A1和或门B1，以及用于判断汽轮机蒸汽品质的蒸汽品质判断回路，蒸汽品质判断回路包括与上述蒸汽品质判断条件相对应的各个子回路；输出指令逻辑回路3包括逻辑回路或门C1；
或门B1的各个输入分别连接蒸汽品质判断回路各个子回路的输出，或门B1的输出和与门A1的其中一个输入连接，输入指令条件1的输出和与门A1的另一个输入连接；与门A1的输出和或门C1的一个输入连接；另外，锅炉跳闸后，可根据运行人员要求进行手动停机，手动停机指令和或门C1的另一个输入连接，或门C1的输出信号可确定汽轮机是否跳闸。
优选地，锅炉、汽轮机、汽轮机主汽门之间的动作联锁关系及逻辑控制功能都由DCS分散控制***实现。
本发明还提供了一种循环流化床机组停炉不停机逻辑控制模块以及具有该逻辑控制模块的控制***。
本发明具有以下有益效果：
1)控制方法简单、控制逻辑可靠及控制界面清晰；
2)大大降低循环流化床锅炉停机的次数，尽最大可能地避免了非正常停机对电网造成的波动和冲击，且延长机组使用寿命；
3)可适用于不同循环流化床锅炉和汽轮机及各种DCS分散控制***；
4)控制逻辑易于修改和扩展，相互影响小。
附图说明
图1是本发明的具体实施例的结构框图。
图2是本发明的具体实施例的逻辑图。
具体实施方式
循环流化床机组停炉不停机控制***包括了锅炉、汽轮机、汽轮机主汽门及DCS分散控制***。循环流化床锅炉不同于煤粉炉，这是因为循环流化床锅炉跳闸后，循环流化床锅炉内还存有大量未燃烬的燃料，并随着物料循环继续燃烧，使蒸汽品质满足汽轮机运行要求，而蒸汽品质满足汽轮机运行要求，汽轮机就可以继续运行，如果在一定时间内锅炉跳闸可恢复，汽轮机就可以不联锁跳闸，从而尽最大可能地避免了非正常停机对电网造成的波动和冲击，且延长机组使用寿命；而在此过程中通过监视汽轮机进汽品质来判断汽轮机是否满足运行条件，如其一条件不满足应立即停汽轮机，以保证汽轮机的运行安全。
循环流化床机组停炉不停机控制***主要通过逻辑控制模块来实现。图1所示为本发明的逻辑控制模块结构框图。本发明中的循环流化床机组停炉不停机逻辑控制模块包括依次连接的输入指令条件1、状态判断和处理逻辑回路2和输出指令逻辑回路3。当锅炉的安全运行条件不满足，或需要立即停炉，降低燃烧率时，输入指令条件1发出锅炉跳闸信号，状态判断和处理逻辑回路2判断汽轮机侧蒸汽品质是否满足运行要求，并根据输入指令条件1输出的信号，确定汽轮机跳闸指令条件是否成立，一旦锅炉跳闸和汽轮机侧蒸汽品质无法满足运行要求同时产生时，输出指令逻辑回路3立即判断处理输出结果使汽轮机跳闸。
图2所示为本发明的逻辑控制模块逻辑图。状态判断和处理逻辑回路2包括逻辑回路与门A1和或门B1，以及用于判断汽轮机蒸汽品质的蒸汽品质判断回路，汽轮机蒸汽品质判断条件包括：主汽温度低于435℃、主汽温度变化率高(5℃/min)、主汽温度变化率低(-5℃/min)、主汽温度过热度低(120℃)报警、汽包水位高高，蒸汽品质判断回路包括依次与上述蒸汽品质判断条件相对应的各个子回路21、22、23、24、25；输出指令逻辑回路3包括逻辑回路或门C1。
或门B1的各个输入分别连接蒸汽品质判断回路各个子回路21、22、23、24、25的输出；或门B1的输出和与门A1的其中一个输入连接；输入指令条件1包括锅炉跳闸回路11，锅炉跳闸回路11的输出和与门A1的另一个输入连接；与门A1的输出和或门C1的一个输入连接；另外，锅炉跳闸后，可根据运行人员要求进行手动停机，手动停机指令26和或门C1的另一个输入连接，或门C1的输出信号连接汽轮机跳闸回路31以确定汽轮机是否跳闸。
当锅炉发生跳闸动作时，所述输入指令条件1输出的锅炉跳闸信号为高；蒸汽品质判断回路的各个子回路21、22、23、24、25分别对各个蒸汽品质判断条件进行判断，如果其中一个或多个条件满足，则表明汽轮机蒸汽品质不能满足汽轮机运行要求，相应的子回路输出信号为高，或门B1的输出信号为高；此时，与门A1的输出信号为高，使得或门C1发出的汽轮机跳闸指令信号为高，汽轮机发生跳闸动作。与此相对应的，如果各个蒸汽品质判断条件均未满足上述条件，则表明汽轮机蒸汽品质仍然达到汽轮机运行要求，或门B1的输出信号为低，此时，即使锅炉发生跳闸，输入指令条件1输出信号为高，与门A1的输出都为低，在没有发出手动停机指令的情况下，汽轮机不会发生跳闸动作，仍将正常运行，从而有效减少了汽轮机的停机次数，实现了停炉不停机的控制效果。本发明通过状态判断和处理逻辑回路2的与门A1和或门B1实现汽轮机跳闸相应动作逻辑，除此之外，锅炉跳闸后，还可根据运行人员要求进行手动停机，其通过输出指令逻辑回路3的逻辑回路或门C1实现。
本发明的减少循环流化床锅炉停机的方法中，锅炉、汽轮机、汽轮机主汽门之间的动作联锁关系及逻辑控制功能都由DCS分散控制***实现，能在主厂房集中控制室内的操作员站上集中监控，确保锅炉跳闸的情况下，根据机组实际运行情况来确定是否停汽轮机。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种减少循环流化床锅炉停机的方法，其特征在于：循环流化床锅炉停炉时，当主蒸汽品质满足汽轮机运行要求，就不关闭汽轮机主汽门，使汽轮发电机继续并网运行；所述方法的控制回路由输入指令条件1、状态判断和处理逻辑回路2和输出指令逻辑回路3构成；当锅炉的安全运行条件不满足，或需要立即停炉，降低燃烧率时，输入指令条件1发出锅炉跳闸信号，状态判断和处理逻辑回路2判断汽轮机侧蒸汽品质是否满足运行要求，并根据输入指令条件1输出的信号，确定汽轮机跳闸指令条件是否成立，一旦锅炉跳闸和汽轮机侧蒸汽品质无法满足运行要求同时产生时，输出指令逻辑回路3立即判断处理输出结果使汽轮机跳闸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述状态判断和处理逻辑回路2判断蒸汽品质是否满足运行要求的蒸汽品质判断条件包括：主汽温度低于435℃、主汽温度变化率高于5℃/min、主汽温度变化率低于-5℃/min、主汽温度过热度低于120℃报警、汽包水位高高，当满足上述一个或多个条件时，即判断蒸汽品质无法满足运行要求。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：状态判断和处理逻辑回路2包括逻辑回路与门A1和或门B1，以及用于判断汽轮机蒸汽品质的蒸汽品质判断回路，蒸汽品质判断回路包括与上述蒸汽品质判断条件相对应的各个子回路；输出指令逻辑回路3包括逻辑回路或门C1；
或门B1的各个输入分别连接蒸汽品质判断回路各个子回路的输出，或门B1的输出和与门A1的其中一个输入连接，输入指令条件1的输出和与门A1的另一个输入连接；与门A1的输出和或门C1的一个输入连接；另外，锅炉跳闸后，可根据运行人员要求进行手动停机，手动停机指令和或门C1的另一个输入连接，或门C1的输出信号可确定汽轮机是否跳闸。
4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于：锅炉、汽轮机、汽轮机主汽门之间的动作联锁关系及逻辑控制功能都由DCS分散控制***实现。
5.一种循环流化床机组停炉不停机逻辑控制模块，其特征在于：该逻辑控制模块包括依次连接的输入指令条件1、状态判断和处理逻辑回路2和输出指令逻辑回路3；当锅炉的安全运行条件不满足，或需要立即停炉，降低燃烧率时，输入指令条件1发出锅炉跳闸信号，状态判断和处理逻辑回路2判断汽轮机侧蒸汽品质是否满足运行要求，并根据输入指令条件1输出的信号，确定汽轮机跳闸指令条件是否成立，一旦锅炉跳闸和汽轮机侧蒸汽品质无法满足运行要求同时产生时，汽轮机跳闸指令条件成立，输出指令逻辑回路3立即判断处理输出结果使汽轮机跳闸。
6.根据权利要求5所述的逻辑控制模块，其特征在于：所述状态判断和处理逻辑回路2判断蒸汽品质是否满足运行要求的蒸汽品质判断条件包括：主汽温度低于435℃、主汽温度变化率高于5℃/min、主汽温度变化率低于-5℃/min、主汽温度过热度低于120℃报警、汽包水位高高，当满足上述一个或多个条件时，即判断蒸汽品质无法满足运行要求。
7.根据权利要求6所述的逻辑控制模块，其特征在于：状态判断和处理逻辑回路2包括逻辑回路与门A1和或门B1，以及用于判断汽轮机蒸汽品质的蒸汽品质判断回路，蒸汽品质判断回路包括与上述蒸汽品质判断条件相对应的各个子回路；输出指令逻辑回路3包括逻辑回路或门C1；
或门B1的各个输入分别连接蒸汽品质判断回路各个子回路的输出，或门B1的输出和与门A1的其中一个输入连接，输入指令条件1的输出和与门A1的另一个输入连接；与门A1的输出和或门C1的一个输入连接；另外，锅炉跳闸后，可根据运行人员要求进行手动停机，手动停机指令和或门C1的另一个输入连接，或门C1的输出信号可确定汽轮机是否跳闸。
8.根据权利要求5-7所述的逻辑控制模块，其特征在于：锅炉、汽轮机、汽轮机主汽门之间的动作联锁关系及逻辑控制功能都由DCS分散控制***实现。
9.一种循环流化床机组停炉不停机控制***，包括锅炉、汽轮机、汽轮机主汽门及DCS分散控制***，其特征在于：该控制***具有如权利要求5-8所述的逻辑控制模块。
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