水流。蒸汽流和給水溫度用來計(jì)算期望設(shè)定點(diǎn)。比較期望設(shè)定點(diǎn)與第一設(shè)定點(diǎn)和滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)，以產(chǎn)生鼓水平設(shè)定點(diǎn)，鼓水平設(shè)定點(diǎn)控制鼓水平控制閥。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇第一設(shè)定點(diǎn)(框307)和滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)(308)中的一個(gè)來控制鼓水平控制閥。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一設(shè)定點(diǎn)和滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)在轉(zhuǎn)移函數(shù)中結(jié)合，以產(chǎn)生鼓水平設(shè)定點(diǎn)。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過產(chǎn)生基于蒸汽鼓的基于數(shù)據(jù)的模型蒸汽鼓的基于物理的模型中的一者或兩者的設(shè)定點(diǎn)，來控制蒸汽鼓中的水位。在一些實(shí)施例中，基于物理的模型將下者考慮在內(nèi):提升部和蒸汽鼓中的蒸汽分布、由于蒸汽鼓膨脹和收縮現(xiàn)象而產(chǎn)生的蒸汽容量動(dòng)力學(xué)，以及蒸汽鼓內(nèi)部的溫度分布。
[0052]本發(fā)明的實(shí)施例的技術(shù)效果包括減少蒸汽鼓中的水/蒸汽水平在預(yù)定閾值之外所導(dǎo)致的熱回收蒸汽發(fā)生器設(shè)備跳閘，以及改進(jìn)蒸汽鼓的建模和響應(yīng)性。
[0053]雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施例來詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)容易地理解，本發(fā)明不限于這樣的公開的實(shí)施例。而是可修改本發(fā)明，以結(jié)合此前未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相當(dāng)?shù)娜魏螖?shù)量的變型、更改、替換或等效布置。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實(shí)施例，但要理解的是，本發(fā)明的各方面可包括僅一些所描述的實(shí)施例。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為由前述描述限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。
[0054]符號(hào)說明 100 HRSG 系統(tǒng) 110鼓鍋爐 111蒸汽鼓 112蒸發(fā)器 113給水管 114控制閥 115管
116提升部 117第一管節(jié)段 118第二管節(jié)段 119旁通閥120管
121水/蒸汽混合物130控制器131基于數(shù)據(jù)的模型132基于物理的模型133傳感器信號(hào)200設(shè)定點(diǎn)控制系統(tǒng)210控制器
211基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器
212設(shè)定點(diǎn)模型
213第一設(shè)定點(diǎn)
214滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)產(chǎn)生器
215滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)
217設(shè)備特性
218歷史數(shù)據(jù)
219轉(zhuǎn)移函數(shù)
220閉環(huán)鼓鍋爐模型
221滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)
222切換邏輯
223鼓水平設(shè)定點(diǎn)
230設(shè)備
231鼓鍋爐
232水平控制閥
233閥控制器
301-308方法框
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種控制熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)設(shè)備的蒸汽鼓中的水位的方法，包括: 基于設(shè)備特性來預(yù)計(jì)所述蒸汽鼓中的瞬變，所述設(shè)備特性包括來自所述蒸汽鼓的蒸汽流、所述蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，所述旁通閥構(gòu)造成控制從所述蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的所述蒸汽流；以及 基于預(yù)計(jì)所述瞬變來產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)以控制所述水位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)計(jì)所述瞬變包括對(duì)轉(zhuǎn)移函數(shù)提供所述設(shè)備特性和所述HRSG設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，所述轉(zhuǎn)移函數(shù)根據(jù)所述蒸汽鼓中的流體的溫度和壓力中的一者或兩者，將所述蒸汽鼓的收縮和膨脹考慮在內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括: 產(chǎn)生第一設(shè)定點(diǎn)，所述第一設(shè)定點(diǎn)具有設(shè)定點(diǎn)模型，所述設(shè)定點(diǎn)模型接收下者作為輸入:所述蒸汽流、提供給所述蒸汽鼓的給水的給水溫度、氣體燃料溫度和氣體燃料流； 基于所述蒸汽流和所述鼓壓力來確定所述蒸汽鼓中的期望水位；以及 選擇所述滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和所述第一設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)，以基于所述滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和所述第一設(shè)定點(diǎn)與所述期望水位的比較，來控制所述蒸汽鼓中的所述水位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，基于由基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器產(chǎn)生的估計(jì)初始狀態(tài)來確定所述期望水位，所述基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器基于來自燃?xì)鉁u輪的排氣的排氣溫度、所述鼓壓力和所述蒸汽鼓中的水位來估計(jì)所述初始狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，選擇所述滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和所述第一設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)來控制所述蒸汽鼓中的所述水位將下者考慮在內(nèi):燃?xì)鉁u輪和包括所述蒸汽鼓的所述HRSG設(shè)備中的一者或兩者的構(gòu)件隨時(shí)間的推移而退化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括: 計(jì)算進(jìn)入到提升管中的熱耗率，所述提升管加熱通往所述蒸汽鼓的水，以產(chǎn)生蒸汽，基于所述鼓壓力的變化速率、所述蒸汽流、所述旁通閥的位置和所述燃?xì)鉁u輪負(fù)載來計(jì)算進(jìn)入到所述提升管中的所述熱耗率。
7.一種熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其包括: 鼓鍋爐，其包括蒸汽鼓、用以接收來自所述蒸汽鼓的水和來自燃?xì)鉁u輪的加熱氣體的蒸發(fā)器，以及所述蒸發(fā)器和所述蒸汽鼓之間的提升部，所述提升部用來將蒸汽從所述蒸發(fā)器引導(dǎo)到所述蒸汽鼓；以及 控制器，其構(gòu)造成基于設(shè)備特性來預(yù)計(jì)所述蒸汽鼓中的瞬變，所述設(shè)備特性包括來自所述蒸汽鼓的蒸汽流、所述蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，所述旁通閥構(gòu)造成控制從所述蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的所述蒸汽流，以及通過基于對(duì)所述蒸汽鼓中的所述瞬變的預(yù)計(jì)，產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)，來控制所述蒸汽鼓中的水位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)計(jì)所述瞬變包括對(duì)轉(zhuǎn)移函數(shù)提供所述設(shè)備特性和所述HRSG設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，所述轉(zhuǎn)移函數(shù)根據(jù)所述蒸汽鼓的流體的溫度和壓力中的一者或兩者，將所述蒸汽鼓的收縮和膨脹考慮在內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成產(chǎn)生第一設(shè)定點(diǎn)，所述第一設(shè)定點(diǎn)具有設(shè)定點(diǎn)模型，所述設(shè)定點(diǎn)模型接收下者作為輸入:所述蒸汽流、提供給所述蒸汽鼓的給水的給水溫度、氣體燃料溫度和氣體燃料流，以基于所述蒸汽流和所述鼓壓力來確定所述蒸汽鼓中的期望水位，以及選擇所述滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和所述第一設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)，以基于所述滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)和所述第一設(shè)定點(diǎn)與所述期望水位的比較，來控制所述蒸汽鼓中的所述水位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，基于由基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器產(chǎn)生的估計(jì)初始狀態(tài)來確定所述期望水位，所述基于模型的初始狀態(tài)估計(jì)器基于來自燃?xì)鉁u輪的排氣的排氣溫度、所述鼓壓力和所述蒸汽鼓中的水位來估計(jì)所述初始狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及控制鍋爐鼓水平。一種控制蒸汽鼓中的水位的方法，包括基于設(shè)備特性來預(yù)計(jì)蒸汽鼓中的瞬變，設(shè)備特性包括來自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃?xì)鉁u輪負(fù)載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構(gòu)造成控制從蒸汽鼓到兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽流導(dǎo)管的蒸汽流。方法進(jìn)一步包括產(chǎn)生滑動(dòng)設(shè)定點(diǎn)，以基于對(duì)蒸汽鼓中的瞬變的預(yù)計(jì)來控制水位。
【IPC分類】F02C6-00, F22B35-00
【公開號(hào)】CN104713072
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410760420
【發(fā)明人】K. 蒂瓦里 A., 阿布羅爾 S., S. 卡爾維特 R., K. 潘迪 A., A. 佩岑 J., W. 維納 C.
【申請(qǐng)人】通用電氣公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日
【公告號(hào)】EP2902705A1, US20150167961