[发明专利]并列运行除氧器智能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及除氧器的控制方法。

背景技术

除氧器是火力发电厂热力系统中的重要辅助设备，用来将汽轮机组产生的凝结水、化学补充水及其它疏水汇集起来，加热并除去水中的氧气，防止热力系统管道设备的氧腐蚀。在热电厂中，通常有两台及以上除氧器并列运行。如图1所示，两台以上除氧器4并列运行时，下部出水口通过水平衡管连接在一起，上部进水口和进汽口分别用阀门调节。改变一台除氧器的进水量或进汽量，不但影响本台除氧器的水位和压力，还会对其它除氧器的水位和压力造成扰动。特别是当锅炉负荷改变时，运行人员必须快速、准确地调节各台除氧器的进水量和进汽量，才能维持除氧器的压力和水位平衡，确保除氧效果和运行安全。工人操作频繁，劳动强度大，而且精神高度集中，稍有不慎，很容易发生除氧器满水事故或除氧指标不合格，危及整个电厂的运行安全。除氧器运行实施自动控制是解决上述问题的唯一有效手段。

但是，除氧器运行时存在多种随机扰动，如进汽压力扰动、疏水母管压力扰动和锅炉负荷扰动等，各台除氧器之间还受彼此的内部压力扰动。除氧器本身还存在着调节周期长、惯性大等问题。因此，并联除氧器系统是一个典型的强耦合、非线性、变参数、大滞后的复杂系统，难以实现自动控制。特别是目前广泛应用的常规DCS组态控制方法，在该类除氧器应用后，除氧器水位调节跟不上，不是“过慢”，就是“过快”。若“过慢”，当锅炉减负荷时，除氧器水位过高，除氧指标不合格，容易产生满水停炉事故；当锅炉增负荷时，除氧器水位过低，容易发生给水泵汽蚀事故。若“过快”，则容易造成除氧器水位超调，各台除氧器之间的水位“压柚”现象，一个除氧器水位很低，另一个却很高，彼此高低起伏，严重威胁机组的运行安全。另外，调节“过快”还会对调节阀门造成严重损害，降低阀门的使用寿命，有的不到一个月就得维修或更换，影响机组的长周期运行。因此，迫切需要研发新技术，解决该类除氧器系统的自动控制问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种并列运行除氧器智能控制方法，以解决除氧器系统在出现扰动时难以实现自动控制的问题。本发明的方法包括如下步骤：一、开启本次控制采样周期；二、判断来自锅炉5的负荷变化是否超过阈值，如果“是”，则运行步骤三、以锅炉负荷信号x作为水门开度控制输出的前馈补偿；前馈补偿的暂态控制时间Tzt=4·Ti，然后进入步骤十；如果步骤二的结果为“否”，则运行步骤四、判断来自供气母管2的压力变化Tb是否超过阈值？如果“是”，则运行步骤五、以蒸汽压力信号作为汽门开度控制输出的前馈补偿；前馈补偿的暂态控制时间Tzt=8·Ti，然后进入步骤十；如果步骤四的结果为“否”，则运行步骤六、判断来自疏水母管3的压力变化是否超过阈值？如果“是”，则运行步骤七、疏水母管3压力信号作为水门开度控制输出的前馈补偿；设置前馈补偿的暂态控制时间Tzt=8·Ti，然后进入步骤十；如果步骤六的结果为“否”，则运行步骤八、判断各除氧器4之间水位差是否超过阈值？如果“是”，则运行步骤九、进入暂态控制，暂态控制时间Tzt=8·Ti，然后进入步骤十；步骤八的结果为“否”，则进入步骤十、判断暂态控制时间Tzt是否为0；步骤十的结果为“是”，则进入步骤十一、除氧器4采用模糊控制计算，得到汽门的控制增量du_qm和水门的控制增量du_sm；步骤十的结果为“否”，则进入步骤十二、除氧器采用PID控制计算，得到汽门的控制增量du_qm和水门的控制增量du_sm，并对暂态控制时间减去1个单位时间；步骤十一或步骤十二结束后都进入步骤十三、计算各个除氧器4的进水门1-1和进汽门2-1控制输出量并完成相应的控制操作，计算过程具体为：步骤A、搜索除氧器4中水位最高者和最低者，相对应计为AO_h和AO_L；若du_sm>0,则给除氧器4中水位最低者AO_L补水，补水量为AO_L+du_sm；其它进水门1-1不调节；若du_sm<0,则给除氧器4中水位最高者AO_h减水，减水量为AO_h+du_sm；其它进水门1-1不调节；步骤B、各台除氧器进汽门2-1开度输出量为AO[i]+du_qm，AO[i]为该除氧器开度；执行步骤十四、本次控制采样周期结束，返回步骤一。

现有技术的除氧器4控制方法普遍采用单回路PID控制策略，因不能稳定运行而无法投运，只能靠人工手动调节。本发明方法涵盖解决了现有技术除氧器运行中遇到的所有问题，并针对这些问题，分别给出判断逻辑和控制方案，有效地克服了除氧器运行自动控制中的各种干扰因素，实现了并列运行除氧器系统长期稳定的自动运行。由于采用了暂态和稳态分开的控制技术，既保证了危机时刻的快速相应，又实现了稳定情况下的平稳调节，减少阀门动作频率，延长了阀门的使用寿命。