[发明专利]用于除氧器水位控制的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种用于除氧器水位控制的系统和方法。

背景技术

除氧器在电厂热力系统中承担除氧任务，以防止设备腐蚀，同时，它又是回热系统中的混合式加热器之一，并作为凝结水泵和给水泵之间的缓冲和贮水装置。图1是用PID控制除氧器水位的发电机组中的热力系统。如图1所示，稳压水箱104中的化学补充水经过化学补充水调节阀107进入凝汽器102，再经过凝结水泵103进入凝结水母管108，经过轴封加热器111、低压加热器109和蒸汽加热器110后，经过除氧器调节阀105进入除氧器101，如果凝结水母管108压力过高，一部分凝结水经再循环调节阀106进入凝汽器102。

现有的发电机组的控制系统中，以除氧器101的水位为被调量，需要调节凝结水泵103出口至除氧器101的凝结水母管108上的除氧器调节阀105的阀位来改变凝结水的流量，凝汽器102水位的控制通过调节再循环调节阀106和化学补充水调节阀107来实现。现有控制系统采用的是PID控制器，实际运行中的可控性差，特别是不能满足变负荷工况的要求。除氧器水位属于无自平衡热工对象，具有大滞后、大惯性的特点，实际操作中，对除氧器水位的控制所需时间长达五分钟以上，而且，实际运行中可能有多台机组共用除氧器的情况，常规PID控制方案难以满足控制要求。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述缺陷，通过对除氧器水位、凝结水母管压力建立物理模型，搭建内模控制系统，并根据凝汽器无水运行要求，提供了一种对于稳态过程和动态过程都可以明显提高除氧器的水位的调节品质的控制系统和方法。

一种用于除氧器水位控制的系统，该系统包括水位采集模块和内模控制器，其中，所述水位采集模块用于采集所述除氧器的当前水位，并将采集到的当前水位传送给所述内模控制器；以及所述内模控制器用于根据所述除氧器的设定水位和所述除氧器的当前水位来调节除氧器调节阀的阀位。

一种用于除氧器水位控制的方法，该方法包括：采集所述除氧器的当前水位，并将采集到的当前水位传送给所述内模控制器；以及所述内模控制器根据所述除氧器的设定水位和除氧器的当前水位来调节所述除氧器调节阀的阀位。

由于本发明采用了在设定值跟踪性和扰动抑制性方面具有良好性能的内模控制器，所以本发明的系统和方法能够实现对除氧器水位设定值的良好跟踪并抑制扰动，能够缩短水位上升/下降时间和稳定时间。

附图说明

图1是用PID控制除氧器水位的发电机组中的热力系统；

图2是根据本发明的用内模控制器控制除氧器水位的发电机组中的热力系统；

图3是根据本发明的用于除氧器水位控制的系统的框图；

图4是根据本发明的内模控制器的原理图；

图5是根据本发明的用于除氧器水位控制的方法的流程图；

图6是根据本发明的内模控制阶跃仿真试验的曲线图；

图7是稳态时对除氧器水位进行手动控制时的曲线图；

图8是稳态时根据本发明的内模控制器的控制效果图；

图9是定值扰动时根据本发明的内模控制器的控制效果图；

图10是增负荷扰动时根据本发明的内模控制器的控制效果图；

图11是减负荷扰动时根据本发明的内模控制器的控制效果图。

具体实施方式

下面结合附图来详细描述根据本发明的用于除氧器水位控制的系统和方法。

如图2所示，凝汽器102一般采用低水位运行，并且凝结水泵103具有自调节功能，即当凝汽器102达到一定水位时，凝结水泵103自动工作改变其出口流量，保持凝汽器102的低水位运行。为了保证凝结水泵103运行的安全性，应维持凝结水泵103出口压力在一定范围内变化，主要是通过除氧器调节阀105和再循环调节阀106来实现。考虑到凝汽器102水容积小对凝汽器102的水位安全性能要求高的情况，可以在凝结水泵103的出口增加一个压力调节器，根据接收到的凝结水泵103出口的压力信号来调节除氧器调节阀105的阀位，达到维持凝结水泵103出口压力稳定的目的。