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《一种改进的锅炉主蒸汽温度多级智能控制系统的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、662化工自动化及仪表第44卷一种改进的锅炉主蒸汽温度多级智能控制系统的应用研究①左为恒祝维靖刘百成(重庆大学电气工程学院)摘要针对电厂锅炉主蒸汽温度多级控制系统中减温水流量扰动对蒸汽温度的影响,且运行过程中控制系统超调量大、响应速度慢、系统具有非线性,对单回路常规控制系统进行了改进,提出了一种双单内环智能串级控制方法。主控制器采用内模控制方式,根据末级出口主蒸汽温度实测值与设定值之间的偏差经过智能PID在线修正控制参数。仿真结果表明:改进后的控制系统比原单回路控制系统具有更好的鲁棒性和动态特性,并能保
2、持较好的调节性能。关键词主蒸汽温度锅炉多级控制智能PID前馈控制内模控制中图分类号TH865文献标识码A文章编号1000-3932(2017)07-0662-05锅炉主蒸汽温度是电厂热力系统中的重要参制方式,通过模糊推理智能在线修正内模控制器数,其控制品质的优劣直接影响整个机组的安全参数,并引入减温水流量作为前馈干扰补偿,从而和经济运行。蒸汽温度过高会降低过热器金属管解决减温水压力波动导致的减温水流量波动时,强度,减少使用寿命;蒸汽温度过低会降低机组的主蒸汽温度不能稳定控制的问题。同时,在工况循环热效率
3、。为保证系统的安全稳定与经济运变化且模型失配时,控制系统也能保持主蒸汽温[1,2]行,必须严格地控制主蒸汽温度。度稳定,保证机组运行安全,并通过仿真试验验证主蒸汽温度被控对象具有时变性、大迟延和了该控制方案具有良好的控制性能。非线性的特点,且实际控制过程中存在各种干扰。1主蒸汽温度控制系统特性目前,主蒸汽温度控制系统采用的方法有单回路目前,大型火力发电厂一般采用单元制系统,PID控制和分段串级控制。当系统工况发生变化即一台锅炉对应一台汽轮机发电机组。笔者以单或存在较大干扰时,单一的控制器将很难满足系元制
4、系统的中石化四川维尼纶厂一锅炉机组为控统控制要求。黄宇等采用模糊自适应内模控制策制对象,仅针对汽包锅炉蒸汽温度控制系统进行[3]略,对系统工况变化具有优良的适应能力,但该研究。主蒸汽温度控制系统采用两级减温器结构控制方案未研究控制过程中减温水压力波动对主对末级出口主蒸汽温度进行控制,减温器一实现蒸汽温度的影响。康静秋等将前馈控制用于主蒸蒸汽温度的粗调,减温器二实现蒸汽温度的微调,汽温度串级控制中,克服了煤量和风量干扰因素两控制段均采用独立单回路常规控制方式,调节对蒸汽温度的影响,但对系统在不同工况下的自
5、温度的减温水由锅炉给水系统提供。由于锅炉供[4]适应能力并未研究。水系统,在变频给水机组节能改造后存在减温水笔者结合模糊控制和前馈控制方法,在原单压力随汽包液位频繁变化的扰动,使得减温水流回路常规控制的基础上进行改进,提出了一种双量随之扰动,并影响最终主蒸汽温度的稳定,原有单内环智能串级控制方案。主控制器采用内模控的单回路控制系统将不能很好地对它进行控制。①作者简介:左为恒(1961-),副教授,从事控制理论与控制工程的研究。联系人:祝维靖(1992-),硕士研究生,从事控制理论与控制工程的研究,zwj
6、ingcqu@foxmail.com。第7期左为恒等.一种改进的锅炉主蒸汽温度多级智能控制系统的应用研究663主蒸汽生产流程简图如图1所示。的导前区和惰性区,其动态特性可用多阶惯性环节的数学模型表示:T(s)K22导前区W(s)==(1)o2W(s)n22(1+T2s)T(s)K01惰性区W(s)==(2)o1T(s)n12(1+T1s)其中,W(s)、W(s)分别为导前区和惰性区o2o1数学模型的传递函数,T(s)为过热器出口蒸汽温0度表达式,T(s)为减温器出口蒸汽温度表达式,2W(s)为减温水流量
7、表达式,K、K为稳态增益,212T、T为时间常数,n、n为惯性环节阶数。1212由于系统节能改造后,减温水压力随汽包液图1主蒸汽生产流程简图位频繁变化,使得减温水流量也随之变化,并影响锅炉机组运行过程中,影响主蒸汽温度的因最终主蒸汽温度的稳定,原有的独立单回路常规素有蒸汽流量、锅炉汽包压力、烟气热量、减温水控制方式将难以满足改造后的蒸汽温度控制要流量,其中主要影响因素是蒸汽流量和减温水流求,因此必须对控制方式加以改进。量。目前,绝大多数电厂采用的是单回路PID控2改进后的主蒸汽温度控制方案制方案或者串级
8、PID控制方案,对象控制通道可2.1主蒸汽温度控制系统结构看成由导前区和惰性区两部分组成。笔者改进后的主蒸汽温度控制方案系统结构根据图1所示简图,以减温水流量为输入,减如图2所示,采用智能PID控制器在线修正内模温器出口蒸汽温度为输出的通道称为导前区;以控制器参数的双单内环智能串级控制结构,并引导前出口蒸汽温度为输入,过热器出口蒸汽温度入减温水流量干扰作为前馈补偿,使系统能快速为输出的通道称为惰性区。两控制段每段有各自克服扰动的影响。图2主
