[发明专利]火力发电汽轮机蒸汽温度的智能控制方法

说明书

本发明公开了一种火力发电汽轮机蒸汽温度的智能控制方法，包括以下步骤：A.设论域T_蒸汽＝{T₀，T₁，T₂，…，T_n}，将其模糊化为[T_min，T_ll，T_l，T_set，T_h，T_hh，T_max]的多个子集，即[T_min，T_ll]、[T_ll，T_l]、[T_l，T_set]、[T_set，T_h]、[T_h，T_hh]、[T_hh，T_max]；B.确定相应的蒸汽温度的输出变量OP的隶属度函数；C.以蒸汽温度为整个辨识的数据，设计一个三维模糊控制器与传统的PID调节相结合，构成Fuzzy‑PID汽轮机蒸汽温度智能控制。本发明不但可替代手动遥控操作，通过控制减温器减温水量调节来实现对火力发电汽轮机蒸汽温度的智能控制，而且具有模拟人的部分智能的特性，以克服滞后时间长、动态响应时间慢的大延时动态过程。

技术领域

本发明涉及火力发电汽轮机技术领域，具体涉及一种火力发电汽轮机蒸汽温度的智能控制方法。

背景技术

火力发电循环流化床锅炉以固体燃料(煤)、脱硫剂(石灰石)特有的粒径分布和均匀粒径在炉内流态化燃烧，被烟气带走的固体物料(飞灰)在旋风(气固)分离装置中收集并通过返料装置送回炉膛循环再次燃烧，充分燃烧发热与水冷壁及汽包(汽水分离器)中的纯水进行热交换产生饱和蒸汽。

饱和蒸汽继续在过热器中吸热变成过热蒸汽(定压吸热)，过热蒸汽送入汽轮机做绝热膨胀，冲转汽轮机转动，带动发电机发电。进入汽轮机的蒸汽温度控制误差不得超过±5℃，从而使汽轮机运行安全稳定、寿命延长。

目前我国火力发电锅炉均采用减温器调节减温水量来控制进入汽轮机的蒸汽温度，并且基本以人工远程遥控手动操作，劳动强度大、操作不及时，主蒸汽压力和温度偏离最佳控制参数，直接影响着汽轮机的安全稳定运行和使用寿命。

虽然有资料介绍实施了汽轮机蒸汽温度的自动控制，采用的控制方法中以PID组合成单回路、前馈—反馈、串级调节等控制技术(毕业论文及专业期刊)，但在实际实施中，PID调节对于被控参数的偏差越大，PI作用越强，而D作用仅对偏差变化率起作用，对于大延时和时间常数过长的工艺过程，仅以经典和现代控制理论完成蒸汽温度控制品质不佳，难以克服大滞后系统的自动控制。

根据目前火力发电锅炉的蒸汽温度调节过程现状，经过对减温器运行原理及调节过程中的各种因素影响，进行实际动态测试及数据分析，现有的操作方法和控制方案设想不能及时消除蒸汽温度偏差，给汽轮机运行带来不稳定因素和经济损失。

从锅炉汽包分离出来的饱和蒸汽经过两段过热器(过热器、再热器)继续加热，使蒸汽温度达到工况要求，再去推动汽轮机工作。汽轮机是以蒸汽为工质将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式机械，具有一定压力和温度的蒸汽进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀，高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。冲转汽轮机转动(热能转换成机械能)，汽轮机带动发电机发电(机械能转化成电能)。

汽轮机启动过程中，主蒸汽压力偏高，在保持凝汽器真空不变的情况下，由于汽轮机的冲转不需要很大的蒸汽流量，主(再)蒸汽压力高节汽门开度过小，不利于汽轮机的暖机，延长启动时间；主蒸汽压力偏低，在凝汽器真空不变的情况下，为维持机组的负荷，调节汽门的开度变大，汽轮机内蒸汽的焓降会减少蒸汽的比容会增加，当压力减少到一定值时机组的负荷会降低，不利于机组的经济运行。

主蒸汽温度变化对机组的影响比主蒸汽压力更大，所以在运行过程中，控制好主蒸汽温度的变化，是汽轮机安全稳定运行的重要指标之一。