[实用新型]一种主汽温度调节系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种火力发电站主汽温度控制系统。

背景技术

主汽温度是火电机组的主要控制参数之一，它的控制效果直接影响着机组的安全、经济运行能力。目前火电机组主汽温度控制系统普遍采用传统的PID串级控制，这种控制方案虽然现场调试简单，但是不能适应主汽温度控制系统的变参数、大惯性、大时滞的特性，这导致主汽温度自动控制系统普遍存在负荷平稳时自动控制品质良好，但在负荷变化、启/停磨煤机等过程中，主汽温度波动大，甚至自动不能投入，导致运行人员劳动强度增加，机组出力和安全经济性降低。

主汽温度系统具有大迟延、大惯性特性，难以控制，稍控制不好，就会产生比较大的超调。影响主汽温度的主要因素有：主蒸汽流量，主蒸汽压力，锅炉燃烧状况：包括总煤量、总风量、磨煤机运行组合、喷燃器摆角、一次风、二次风和燃烬风等，这些影响因素中任何一个方面发生改变，都可能导致燃烧中心的变化，从而影响炉膛温度场的分布，使得主汽温度剧烈变化。

主汽温度自动控制经过调研发现大都控制效果不理想，在有的火电厂甚至很差，有的长时间投不上自动，有的即使投入了自动，自动控制品质也满足不了要求。主汽温度控制系统的优化，是热工自动技术研究的方向。随着电力行业竞争的加剧，在安全、经济效益方面取得明显效果、通用性强、安装调试方便的优化控制专用软件尤其是主汽温度优化将会在电厂得到进一步的发展应用。

目前，虽然有不少关于主汽温度的先进控制技术，例如预测技术、模糊技术、神经网络技术等，但上述技术偏重理论性，学术文章多，以仿真验证为主，工程现场应用性差，有些虽然有现场应用实例，但是针对个案性强，普及推广性差，不利于工程现场调试。

经过对主汽温度控制原理的深入研究，发现产生问题的根源在于二级减温器后的温度由于增减喷水量，导致该温度剧烈变化，从而造成控制的紊乱，而此问题通过单纯优化PID控制参数来提高主汽温度调节品质已无能为力。

目前通用的基于PID的控制方案为串级调节，然而其在控制过程中存在致命的问题：

1）当主汽温度高于设定值时，串级控制系统有时会出现调门在逐渐关闭情况，使得主汽温度很长时间下不来，导致超温现象频繁发生。

2）当主汽温度低于设定值时，串级控制系统有时会出现调门在逐渐打开情况，出现喷水减温现象，导致温度很长时间上升不到设定值。

3）锅炉在燃烧恶化后，对于温度突升、突降问题没有快速解决方案。

4）调门严重非线性问题没有有效解决方案。

发明内容

本发明提出一种可以提升主汽温度调节品质的主汽温度调节方法。

本发明一种主汽温度调节方法，包括主PID控制器和副PID控制器，包括以下步骤：

（1） 向主PID控制器输入一个设定值；

（2）将主汽温度测量值与主PID控制器设定值比较，当偏差在设定数值范围内，则副PID控制器取主PID控制器输出值作为设定值；

（3）当主汽温度测量值大于主PID控制器设定值时，将二级减温器输出值升温后，与主PID控制器输出值比较，取大数，副PID取该大数作为副PID控制器设定值；

（4）当主汽温度测量值小于主PID控制器设定值时，将二级减温器输出值降温后，与主PID控制器输出值比较，取小数，副PID取该小作为副PID控制器设定值；

（5）副PID控制器设定值与二级减温器输出值在副PID控制器中进行PID运算后输出至调门控制器，通过调门控制器控制调门的开闭。

优选地，对主汽温度进行斜率前馈调节，将主汽温度测量值作为斜率前馈调节的输入值，经斜率前馈调节后的输出值，作为副PID控制器的前馈输出到调门控制器，包括：

（1）根据主汽输出温度设定一主汽滞后温度，将主PID控制器设定值与主汽滞后温度求差，其差值为a，同时将a设置上限值m，下限值n；

（2）当a小于n，且同时满足主汽温度测量值与主PID控制器设定值之间的差值小于4℃时，斜率前馈工作，其输出作为副PID控制器的前馈输出到调门控制器；

（3）当a大于m，且同时满足主汽温度输出值与主PID控制器设定值之间的差值大于-4℃时，斜率前馈开始工作，其输出作为副PID控制器的前馈输出到调门控制器；

（4）其余状态下，斜率前馈不工作。