[发明专利]锅炉汽温控制装置、系统和方法

说明书

本发明涉及热工控制领域，公开了一种锅炉汽温控制装置、系统和方法。其中锅炉汽温控制装置包括：串级连接的主PID调节器和副PID调节器，以及与副PID调节器连接的参数转换单元，其中，主PID调节器，被配置成根据接收的主蒸汽温度值和主蒸汽温度设定值输出减温器后温度设定值；参数转换单元，被配置成根据接收的减温水母管压力输出比例带和第一积分时间到副PID调节器；以及副PID调节器，被配置成根据接收的减温器后温度值、减温器后温度设定值、比例带和第一积分时间，输出减温水调节控制信号到减温水调节执行机构以控制减温水调节阀的开度。通过上述技术方案，在对减温水调节阀的控制中实现了变参数调节，改善了蒸汽温度控制品质。

技术领域

本发明涉及热工控制领域，具体地，涉及一种锅炉汽温控制装置、系统和方法。

背景技术

火力发电机组锅炉汽温控制系统的主要功能是通过调整减温水的流量维持锅炉主蒸汽温度在允许的范围之内。燃煤锅炉的汽温控制系统包括：控制器、操作站、用于测量物理参数的热工仪表、减温水流量调节阀执行机构等。控制器使用由主调节器和副调节器组成的串级PID控制方式，串级控制包括控制导前信号(减温器后温度)的副回路和控制主信号(主蒸汽温度)的主回路两个回路。当主蒸汽温度偏离给定值时，则由主调节器发出信号校正副调节器的给定值，通过副调节器控制执行机构去操纵减温水调节阀门，使主蒸汽温度最终恢复到给定值。

滑压运行是指火力发电机组汽轮机在不同工况运行时，不仅主汽门是全开的，而且调速汽门也是全开的，这时机组功率的变动是靠汽轮机前主蒸汽压力和温度的改变来实现。滑压运行时，对负荷反映速度慢，低负荷时损失小，高负荷时效率低，所以在机组低负荷采用滑压运行。锅炉汽温控制装置投运前需要对PID调节器的参数进行整定、试验，以达到最佳的调节效果。但滑压运行机组的负荷改变时，减温水母管压力也随之改变，减温水调门的流量特性也会发生变化，固定PID参数的控制系统不能匹配所有工况，导致某些工况下蒸汽温度控制品质不佳。

发明人在实施本发明的过程中发现，如果控制系统存在一个方向的偏差，PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大，从而导致执行机构达到极限位置，此后若PID控制器输出继续增大或减小，执行机构也不会再动作，即调节器输出到无效控制区。当调节器输出到无效控制区，一旦出现反向偏差，执行机构仍停留在极限位置而不能立即随着偏差反向做出相应的改变，这时系统就会失去控制，造成控制性能恶化。

针对上述技术问题，现有技术中尚无良好解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备及方法，该设备或方法能够在火电机组滑压运行状态下保持良好的主汽温度调节速度和调节品质。

为了实现上述目的，本发明实施例的一个方面提供一种锅炉汽温控制装置，该控制装置包括：

串级连接的主PID调节器和副PID调节器，以及与所述副PID调节器连接的参数转换单元，其中，

所述主PID调节器，被配置成根据接收的主蒸汽温度值和主蒸汽温度设定值输出减温器后温度设定值；

所述参数转换单元，被配置成根据接收的减温水母管压力输出比例带和第一积分时间到所述副PID调节器；以及

所述副PID调节器，被配置成根据接收的减温器后温度值、所述减温器后温度设定值、所述比例带和所述第一积分时间，输出减温水调节控制信号到减温水调节执行机构以控制减温水调节阀的开度。

可选地，该控制装置还包括：无效调节判断单元，被配置成在减温水调节阀的开度为处于距极限开度预设开度范围内且所述主蒸汽温度值和所述主蒸汽温度设定值之间差值大于或等于第一预设值时，向所述主PID调节器输出第二积分时间来替换所述主PID调节器的整定积分时间，其中所述第二积分时间大于所述整定积分时间。