[发明专利]过热汽温自动模型增益的辨识方法及系统

说明书

本发明提出一种过热汽温自动模型增益的辨识方法及系统，该方法包括以下步骤：根据对应于导前温度变化前后的减温器后焓值H1和减温器后焓值H2得到减温器后焓增；根据过热器出口压力和当前过热器出口温度得到当前过热器出口焓值H3；根据当前过热器出口焓值H3和减温器后焓增得到过热器出口温升；根据过热器出口温升和导前温度变化量A得到过热汽温惰性区增益。本发明能够在线辨识并修正导前微分回路微分器增益，从而改善被控对象的动态和静态响应，提高控制品质，具有实时性好、适用性强的优点。

技术领域

本发明涉及火力电厂技术领域，特别涉及一种过热汽温自动模型增益的辨识方法及系统。

背景技术

火力发电厂锅炉过热汽温控制系统是提高机组热效率和保证机组安全运行的重要组成部分。过热汽温的控制又是锅炉各项控制任务中较为困难的一项。其原因在于，在机组运行的过程中，造成主蒸汽温度变化的因素很多，且扰动量很大，包括蒸汽侧和烟气侧两个角度。蒸汽侧扰动因素主要有：锅炉负荷、给水温度、减温水温度和流量等，烟气侧扰动因素主要有烟气量、燃烧器调整方式以及锅炉受热面等等。由于在各种扰动作用下过热汽温的动态响应特性具有大迟延、大惯性、时变性和非线性的特点，从而加大了控制的难度。

目前大多数发电机组采用喷水式减温器来调节汽温，它是利用减温水直接喷入过热蒸汽中进行减温的。当减温水量发生扰动时，虽然减温器处汽温已产生变化，但要经过较长的过热器管道才能影响到出口汽温的变化，使汽温反应的迟延很大。而且减温器离过热器出口较远，则对象调节通道的迟延和惯性愈大。因此，调节汽温的最有效的方法是在过热器出口处直接进行喷水减温，但这又对过热器和汽轮机的安全运行不利。为此喷水式减温器通常装在过热器高温段的前面，这样既保护了过热器的高温段，又使对象的迟延能减小些。采用喷水减温方式调节过热汽温时，汽温调节对象的迟延较大。如果只根据汽温的偏差大小来改变减温水量，势必使调节的时间加长，动态偏差增大。为了提高调节品质，通常在减温器后选取一个辅助温度信号，该信号能比出口汽温提前反应减温水量的扰动，称为“导前信号”。目前，常规的过热汽温控制方案大致有两种形式：过热汽温串级自动控制系统和带有导前微分信号的控制系统。

由于火电厂锅炉过热器惰性区的存在，导致单回路主汽温度控制系统的快速性能变差，控制质量不理想。为提高控制质量，可以在原单回路系统的基础上，增加一个调节器，将过热器高温段入口处的蒸汽温度θ2作为一个导前微分信号，经微分器进行微分计算后送入调节器，从而构成导前微分主汽温度控制系统。导前微分控制系统主要由以下元件构成：调节器、两个测量变送器、微分器、执行器、调节阀和被控对象组成。其系统原理框图如图1所示：

其中，在导前微分系统中，断开微分器的测量反馈通道后的闭合回路称为主回路。在图1的示例中，系统的主回路是由调节器、执行器、喷水调节阀门、喷水减温器、过热器的高温段以及对主参数进行测量变送的温度测量变送器组成。在导前微分控制系统中，由调节器、执行器、调节阀门、导前区和微分器、副参数测量变送器组成的回路称为导前微分回路。

在导前微分控制系统中，导前微分回路中的微分器能够直接反映副参数(主汽温控制系统中的θ2)随时间的变化趋势，间接反映了主信号(主汽温控制系统中的θ1)的变化方向，且超前主信号的变化，对扰动的响应很快。因而当扰动发生时，副参数随之发生变化(由于主控对象惯性和迟延的存在，此时主参数尚未发生波动)，使得微分器的输出信号变化，调节器输入端的偏差信号变化，使得调节器输出的控制作用发生变化，通过执行器去改变调节阀门(喷水调节阀)的开度，克服扰动，对副参数进行调节，进而实现对主参数的超前调节，使得系统的动态调节过程性能得到改善。