[发明专利]余热锅炉汽包水位的三冲量控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及冶金制造及设计技术领域，特别涉及一种余热锅炉汽包水位的三冲量控制系统。

背景技术

在熔炼炉冶炼生产金属的工艺过程中，主要的生产设备有熔炼炉、余热锅炉等。熔炼炉在熔炼过程中会产生大量的高温烟气，余热锅炉的主要作用是对烟气进行降温，同时将交换的热量用于产生蒸汽供其他生产工序使用。由于余热锅炉位于熔炼炉烟气出口，一旦发生事故，就会影响熔炼炉的生产，从而造成重大经济损失。因此，在整个冶炼过程中，余热锅炉的控制至关重要。

余热锅炉是一个多输入、多输出且各项控制参数相互耦合的复杂系统，汽包水位是余热锅炉系统非常重要的被控变量。如果水位过低，轻则影响水汽平衡、重则烧干余热锅炉，严重时会导致余热锅炉爆炸等事故。如果水位过高，容易造成蒸汽带液现象，不仅降低蒸汽的产量和质量，而且还会使过热器结垢，或者使用于蒸汽发电的汽轮机叶片损坏。因此，在生产过程中，将汽包水位稳定在一定范围之内是非常重要的。

现有的余热锅炉汽包水位的控制方法是三冲量控制方法，其中，作为被控变量的汽包水位是主冲量，为提高控制品质而引入的蒸汽流量和给水流量是辅助冲量。

三冲量控制的常用实现方法是前馈加反馈的三冲量控制，根据前馈信号的结构形式不同，此种三冲量控制方法可分为两种形式：一种是静态前馈，使用给水流量和蒸汽流量的差值作为前馈信号；另一种是动态前馈，使用给水流量和蒸汽流量的差值的微分作为前馈信号。

现有技术存在的缺点是，静态前馈没有考虑动态响应，在扰动作用下，静态前馈的校正作用只能在补偿过程最终使被控变量回到给定值，响应速度比较慢；动态前馈的缺点是对干扰噪声敏感，很容易放大高频噪声，降低系统的信噪比，使系统抑制干扰的能力下降。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决系统抗干扰能力差或者响应速度慢的技术缺陷。

为达到上述目的，本发明提出一种余热锅炉汽包水位的三冲量控制系统，包括：余热锅炉汽包、给水变送器、蒸汽流量变送器、给水流量变送器、测温元件、控制器和给水调节阀。所述给水变送器检测所述余热锅炉汽包水位；所述蒸汽流量变送器检测所述余热锅炉汽包产生的蒸汽流量；所述给水流量变送器检测进入所述余热锅炉汽包的给水流量；所述测温元件检测与所述余热锅炉相连的烟道的烟气温度；所述控制器与所述测温元件、所述给水变送器、所述蒸汽流量变送器和所述给水流量变送器相连，根据所述烟道的烟气温度的变化，对所述给水流量和所述蒸汽流量进行计算以确定前馈信号，并根据所述前馈信号对所述检测到的余热锅炉汽包水位进行修正；所述给水调节阀与所述控制器相连，根据所述修正的结果调节所述给水流量以控制所述余热锅炉汽包水位。

本发明通过判断与余热锅炉相连的烟道的烟气温度是否发生变化以选择使用静态前馈控制信号还是动态前馈控制信号，避免了仅仅使用静态前馈信号带来的响应速度慢的问题，或者仅仅使用动态前馈信号带来的系统抗干扰能力差的问题。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的余热锅炉汽包水位的三冲量控制系统的结构示意图；以及

图2为本发明实施例的余热锅炉汽包水位的三冲量控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示为本发明实施例的余热锅炉汽包水位的三冲量控制系统的结构示意图，该系统包括：包含余热锅炉汽包10的余热锅炉1、水位变送器2、蒸汽流量变送器3、给水流量变送器4、测温元件5、控制器6和给水调节阀7。