[发明专利]等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法

说明书

本发明公开一种等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，该方法将减温器后温度T₁经过三阶微分计算得到减温器后温度的三阶微分值；计算主蒸汽温度T₂与主蒸汽温度定值的偏差，得到主汽温偏差；计算减温器后温度升高1℃所需增加的焓值与主汽温升高1℃所需增加的焓值之比，得到惰性区传递函数的放大倍数；将主汽温偏差除以惰性区传递函数的放大倍数后与减温器后温度的三阶微分值求和得到等效于减温器后温度的虚拟对象；将等效于减温器后温度的虚拟对象输入PID控制器中对减温水调节阀开度进行调节。本发明方法能够使主汽温控制系统正常投入自动。

技术领域

本发明涉及一种等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，属于火力发电厂中减温水控制技术领域。

背景技术

火力发电厂锅炉主温温度一般采用喷水减温水控制方式减温控制，喷水减温主蒸汽温度控制示意图如图3所示，其中：T₁：表征减温器后的温度，T₂：表征蒸汽主控温度；

主蒸汽温度调节基本过程如下：当蒸汽主控温度升高后，自动控制系统调节阀开度增加，喷水量增加。减温水与主蒸汽混合并向出口流动，蒸汽主控温度逐步下降，直到蒸汽主控温度满足要求。

主汽温度控制系统的减温器后温度T₁到主控温度信号T₂之间的有较大温度差，一般变化范围从40～150℃不等。减温器后温度到主控温度信号之间的温度差越大，就越难控制。当温差大于100℃后，很多电厂就直接放弃投自动。因为，无论采用PID串级控制，还是超前微分PID控制，该自动都极易发生振荡现象。原因是：减温器后温度到主控温度信号之间的温度差越大，意味着这段管道越长，自动改变的喷水量在管道中累积效应就越大；喷水量转化为蒸汽后，对主汽压的影响就越大。当对主汽压的影响大到足以引起主汽压控制系统动作的时候(改变煤量)，主汽温控制系统与主汽压控制系统之间就形成了正向耦合作用；这种耦合作用，是主汽温控制系统喷水减温时，主汽压控系统几乎同步减煤，也起到减温作用，二者作用叠加，使得主汽温度控制系统发生激烈的振荡。对运行人员而言，投自动还不如不投自动。主汽温度控制系统发生激烈的振荡的关键问题就是自动控制系统过多地改变了喷水量。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种能够正常投入自动的等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：

将减温器后温度T₁经过三阶微分计算得到减温器后温度的三阶微分值；

计算主蒸汽温度T₂与主蒸汽温度定值的偏差，得到主汽温偏差；

计算减温器后温度升高1℃所需增加的焓值与主汽温升高1℃所需增加的焓值之比，得到惰性区传递函数的放大倍数；

将主汽温偏差除以惰性区传递函数的放大倍数后与减温器后温度的三阶微分值求和得到等效于减温器后温度的虚拟对象；

将等效于减温器后温度的虚拟对象输入PID控制器中对减温水调节阀开度进行调节。

对上述技术方案的进一步设计为：将减温器后温度偏差值与等效于减温后温度的虚拟对象通过切换模块分别输入PID控制器中对减温水调节阀开度进行调节。

所述减温器后温度的三阶微分计算通过第一减法模块和三个依次连接的超前滞后模块计算得到，所述减温器后温度分别输入第一减法模块正极端和三个依次连接的超前滞后模块中，超前滞后模块输出值输入第一减法模块负极端，第一减法模块输出值为减温器后温度的三阶微分计算结果。

所述三个依次连接的超前滞后模块的超前时间均为0，滞后时间依次为t₁、t₂和t₃。