[发明专利]一种改进锅炉过热汽温的控制方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及锅炉自动控制技术领域，特别是锅炉的过热蒸汽的温度自动控制的技术领域。

【背景技术】

现代锅炉的过热器是在高温、高压条件下工作的，锅炉出口的过热蒸汽温度是整个汽水行程中工质的最高温度，对于电厂的安全经济运行由重大影响。锅炉蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器等。

过热蒸汽温度自动控制是锅炉自动化的重要任务之一，它的控制干扰因素多，困难较大，主要干扰因素有以下几方面：(1)过热器作为控制对象来看，它是一个具有较大延迟的多容惯性环节；(2)设备的结构设计与控制的要求存在矛盾；(3)造成过热器出口蒸汽温度变化的扰动因素很多，而且各种扰动因素之间又相互影响，使对象的动态过程十分复杂。

目前也有对锅炉过热蒸汽温度的控制方法，如CN200910017265，基于电厂DCS和PID控制算法,主要是利用PID串级控制方法，引入各个汽温变化率以及锅炉主控指令变化率，但是难以消除对燃料量的变化所引起的干扰作用，本方法是基于PID串级控制算法，将燃料量及其微分作为前馈信号，在主调节器控制过热汽温，保证过热汽温按规定的升温曲线变化，副调节器接受主调节器的校正信号和减温器出口气温信号的同时，立刻消除因燃料量的变动所产生的干扰。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种改进锅炉过热汽温的控制方法，可以立刻消除因为燃料量的变化而产生的干扰作用，从而有效地提高过程系统的控制精度，并且易于实现计算机控制。

为实现上述目的，本发明提出了一种改进锅炉过热汽温的控制方法，是在基于锅炉过热汽温PID串级控制算法的基础上，将燃料量及其微分作为前馈信号，具体步骤包括：

(a)建立前馈模型：建立燃料量变化的模型，确定前馈控制的传递函数；

(b)设置初值：确定锅炉过热蒸汽温度的设定值θ_T0；

(c)数据采样：确定采样周期T，采样当前时刻的过热蒸汽温度、阀门开度、减温器出口温度、主调节器和副调节器的PI参数等；

(d)整定参数：根据工程整定方法，按照“先副环再主环”的原则，整定串级回路的参数。

作为优选，所述(a)步骤中，前馈控制的传递函数根据现场工况、锅炉的型号、直吹制或是中间储仓制等的不同而不同，主要是依据磨煤机、送粉机与风量的协调作用来确定。

作为优选，所述(a)步骤中，改进的锅炉过热蒸汽温度的控制方法是在克服减温器出口温度的扰动下，进一步消除因为燃料量的变化而产生的干扰作用。

作为优选，所述(d)步骤中，整参数步骤是先将主调节器的比例带放在100％处，用“衰减曲线法”整定副回路，然后将副回路视为调节系统中的一部分，用同样的方法整定主回路。

本发明的有益效果：本发明通过PID串级控制加上燃料量与变化率的前馈信号，在主调节器控制锅炉的过热蒸汽温度，保证过热汽温按规定的升温曲线变化，副调节器接受主调节器的校正信号和减温器出口气温信号的同时，不仅对因为减温器出口温度的变化而产生的干扰有抑制消除作用，而且能够立刻消除因燃料量的变动所产生的干扰，有利于计算机的实时控制与在线校正，提高过程系统的反应速度和控位精度，对相关控制过程的具有推广意义。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明一种改进锅炉过热汽温的控制方法的蒸汽扰动作用示意图；

图2是本发明一种改进锅炉过热汽温的控制方法的全程控制系统框图。

【具体实施方式】

参阅图1、图2，本发明一种改进锅炉过热汽温的控制方法，具体步骤包括：

步骤一、建立燃料量变化的前馈模型，确定前馈控制的传递函数；

步骤二、设置锅炉过热蒸汽温度的设定值θ_T0；

步骤三、确定采样周期T，采样当前时刻的过热蒸汽温度、阀门开度、减温器出口温度、主调节器和副调节器的PI参数等；

步骤四、根据工程整定方法，按照“先副环再主环”的原则，整定串级回路的参数。