[发明专利]一种锅炉汽包水位控制系统的阀门非线性补偿方法

说明书

一种锅炉汽包水位控制系统的阀门非线性补偿方法，所述方法包括以下步骤：a.采集阀门开度与通流量数据，绘制阀门开度与通流量标幺值之间的折线图；b.构建插值函数，对阀门开度与通流量标幺值之间的折线图进行拟合，得到阀门开度与通流量之间的函数关系；c.根据阀门开度与通流量之间的函数关系计算通流量的期望值所对应的阀门开度，将计算出的阀门开度作为阀门开度指令值，从而实现阀门开度指令的非线性补偿。本发明根据阀门的流量特性求得阀门开度与通流量之间的函数关系，对锅炉汽包水位进行控制时，根据阀门开度与通流量之间的函数关系对阀门开度指令进行修正，有效消除了阀门非线性的影响，提高了锅炉汽包水位的控制品质。

技术领域

本发明涉及一种针对锅炉汽包水位控制系统的阀门补偿方法，属于锅炉技术领域。

背景技术

锅炉汽包水位的控制一直是发电机组的一个重要的任务。水位过高或过低都可能引发事故。水位过高时，由于汽包蒸汽空间高度减少，汽水分离效果差，会增加蒸汽携带水分，使蒸汽品质恶化，容易造成过热器管壁积盐垢，严重满水时会造成蒸汽大量带水，过热汽温急剧下降，引起主汽管道和汽轮机严重水冲击，损坏汽轮机叶片和推力瓦。汽包水位过低时，由于下降管带汽，引起水循环停滞或倒流，可能破坏正常的水循环，造成一部分水冷壁得不到循环水的冷却而过热烧坏，严重时还会导致干锅。但由于锅炉的水位调节过程具有时滞性、假水位现象等特点，给锅炉汽包的水位控制增加了难度。目前研究比较热门的方法是采用智能算法优化PID参数，先用工程整定法得到初始参数，再用各种智能算法作进一步优化。把优化得到的参数设置到锅炉汽包水位PID控制器系统中，其控制效果优于工程中常用的工程整定方法。

阀门作为控制工质流量的一种重要设备，被广泛运用于实际工业生产中。由于阀门的特点存在非线性，在仿真研究时，若不考虑此非线性环节，控制系统的预期控制效果和实际控制效果之间会存在较大的差异。许多学者对锅炉汽包水位进行了很多相关的探索和研究，但这些研究一般都忽略了阀门的非线性属性，而是直接将阀门当作线性阀门来研究,因此很难获得理想的控制效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种锅炉汽包水位控制系统的阀门非线性补偿方法,以提高锅炉汽包水位的控制品质。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种锅炉汽包水位控制系统的阀门非线性补偿方法，所述方法包括以下步骤：

a.采集阀门流量特性数值

采集阀门开度与通流量数据，将通流量的数值转换成标幺值，绘制阀门开度与通流量标幺值之间的折线图；

b.拟合曲线

构建插值函数，对阀门开度与通流量标幺值之间的折线图进行拟合，得到阀门开度与通流量之间的函数关系；

c.指令修正

根据阀门开度与通流量之间的函数关系计算通流量的期望值所对应的阀门开度，将计算出的阀门开度作为阀门开度指令值，从而实现阀门开度指令的非线性补偿。

上述锅炉汽包水位控制系统的阀门非线性补偿方法，对阀门开度与通流量标幺值之间的折线图进行拟合时所构建的插值函数为多项式函数，得到的拟合形式为：

其中q表示阀门通流量标幺值，η表示阀门开度，k_i表示第i个阶次的系数，n为多项式函数的阶次。

上述锅炉汽包水位控制系统的阀门非线性补偿方法，所述多项式函数的阶次为9。

本发明根据阀门的流量特性求得阀门开度与通流量之间的函数关系，对锅炉汽包水位进行控制时，根据阀门开度与通流量之间的函数关系对阀门开度指令进行修正，有效消除了阀门非线性的影响，提高了锅炉汽包水位的控制品质。

下面结合附图对本发明作进一步详述。