[发明专利]一种燃气轮机压气机进口可转导叶温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线燃气轮机压气机进口可转导叶温度控制方法，涉及燃气轮机压气机进口可转导叶温度控制的变速积分比例积分控制及积分分离比例积分控制。

背景技术

在燃气轮机联合循环中压气机进口可转导叶系统的作用之一就是提高效率。压气机进口可转导叶系统能够保证燃气轮机排气温度按已知的规律变化并满足余热锅炉的设计进气温度。当燃气轮机带部分负荷时，压气机进口可转导叶在可调操作范围内关小，减小空气流量，使空气燃料比不至于升的太高，以获得最大允许的排气温度。由压气机进口可转导叶调节实现温度控制，燃气轮机联合循环的总效率可以得到很大的改善。

压气机进口可转导叶控制系统在燃气轮机的控制中起着非常重要的作用。常规的压气机进口可转导叶温度控制系统采用传统的比例积分控制器，输入参数为排气温度和排气温度基准，对其差值积分，直至差值为零。在实际过程中，压气机进口可转导叶的开度由进口可转导叶的设计结构决定，还需要一个限制器对其调节范围进行限制。这种方法积分系数是常数，由于实际的工业过程存在时变、不确定性等，在控制调节过程中，积分系数取大了会产生超调甚至积分饱和，取小了不能消除静态偏差，在一定程度上影响控制品质。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有燃气轮机压气机进口可转导叶温度控制过程中控制器参数不易确定、控制产生的超调量不满足要求等问题，使用积分分离比例积分控制或者变速积分比例积分控制，根据偏差的大小确定积分量，以避免产生过大的超调，保证控制的精度，提高燃气轮机联合循环的效率。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案如下：

一种燃气轮机压气机进口可转导叶温度控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

A1).在燃气轮机排气腔室内安装N个排气温度热电偶，N为排气温度热电偶的个数，根据这N个排气温度热电偶的测量值计算得到排气温度平均值T_平，排气温度设定值记为T_设，第k时刻的排气温度平均值T_平与排气温度设定值T_设的偏差记为e(k)，作为控制器的输入；

B1).整定压气机进口可转导叶温度控制的比例积分控制器参数，其中比例作用常数记为K_P，积分作用常数记为K_I；然后设计积分分离比例积分控制器，以比例积分控制器的比例作用常数K_P作为积分分离比例积分控制器的比例作用常数，积分分离比例积分控制器第k时刻的的积分作用系数记为f_分离[e(k)]，得到第k时刻的积分作用常数f_分离[e(k)]×K_I；或设计变速积分比例积分控制器，以比例积分控制器的比例作用常数K_P作为变速积分比例积分控制器的比例作用常数，变速积分比例积分控制器第k时刻的积分作用系数记为f_变速[e(k)]；得到第k时刻的积分作用常数f_变速[e(k)]×K_I；

C1).将排气温度平均值T_平与排气温度设定值T_设的偏差，送入变速积分比例积分控制器，或者送入积分分离比例积分控制器，经压气机进口可转导叶机械行程限幅，送入执行机构调节压气机进口可转导叶的开度，最终实现温度控制。

上述技术方案中，对于B1)积分分离比例积分控制器第k时刻的积分作用系数f_分离[e(k)]：

其中，ΔT为燃气轮机进入压气机进口可转导叶温度控制阶段的排气温度取值范围的宽度。

变速积分比例积分控制器第k时刻的积分作用系数f_变速[e(k)]：

其中，ΔT为燃气轮机进入压气机进口可转导叶温度控制阶段的排气温度取值范围的宽度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：使用积分分离比例积分控制或者变速积分比例积分控制，根据排气温度与设定值的偏差调节积分作用的大小，防止因为积分饱和造成的大振荡及超调，使控制器具有更高的品质，能够提高燃气轮机运行的稳定性和工作效率。此外，本方法没有完全消除积分作用，能够消除排气温度静态偏差，保证控制精度。

附图说明

图1燃气轮机压气机进口可转导叶温度控制硬件流程框图。

图2燃气轮机压气机进口可转导叶温度控制流程框图。

图3几种不同控制方法的阶跃响应曲线。

图4积分分离积分作用系数曲线。