[发明专利]一种电站锅炉主蒸汽温度全程控制方法

摘要

本发明公开了一种电站锅炉主蒸汽温度全程控制方法，其包括如下步骤：步骤一、划分电站锅炉运行的典型工况点；步骤二、测试典型工况点处的主蒸汽温度数学模型；步骤三、计算典型工况点处的PID可调参数的最优值；步骤四、在分散控制系统DCS中利用分段线性函数模块进行控制逻辑组态；步骤五、在分散控制系统DCS中实现主蒸汽温度在任意工况点的近似最优控制；本发明的有益效果是解决了火电机组主蒸汽温度系统在机组运行的全负荷范围内保证内、外回路PID可调参数的最优值的自动调度问题，大幅度地提高主蒸汽温度的调节品质，减少机组在负荷大幅度变化情况下易出现的超温现象。

主权项

1.一种电站锅炉主蒸汽温度全程控制方法，其特征在于步骤如下：步骤一、划分电站锅炉运行的典型工况点：依据机组的最大负荷设计容量及主要运行负荷区间划分出N个典型工况点，每个典型工况点代表一个负荷值；N的取值不小于2，当N=2时所述2个典型工况点分别为锅炉最低稳燃负荷工况点X₁，额定最大负荷工况点X_N；当N>2时所述N个典型工况点分别为锅炉最低稳燃负荷工况点X₁，额定最大负荷工况点X_N以及上述两个工况点之间划分出的（N-2）个典型工况点；步骤二、测试典型工况点处的主蒸汽温度数学模型：通过对机组进行主动负荷升降或等待负荷调峰运行，利用扰动试验测试典型工况点处的系统特性模型如（1）~（2）；惰性区N个典型工况点的一阶惯性加纯迟延传递函数模型：（n=1,2,…,N）     （1）导前区N个典型工况点的一阶惯性等效传递函数模型：（n=1,2,…,N）         （2）其中，N表示典型工况点的个数，与步骤一中的典型工况点相对应；s是拉普拉斯算子；y₁(s)、y₂(s)、u(s)分别是主蒸汽温度信号、导前汽温信号、控制信号的拉普拉斯变换；G₁(s)、G₂(s)分别是外回路的一阶加纯迟延传递函数和主蒸汽温度对象内回路的一阶惯性等效传递传递函数；、分别是第n个典型工况点处一阶惯性加纯迟延传递函数模型和一阶惯性等效传递函数模型的稳态增益；、分别是第n个典型工况点处一阶惯性加纯迟延传递函数模型和一阶惯性等效传递函数模型的时间常数；是第n个典型工况点处一阶惯性加纯迟延传递函数模型的纯迟延时间；步骤三、计算典型工况点处的PID可调参数的最优值：主蒸汽温度控制系统采用通用的串级控制方案，外回路采用比例+积分+微分(PID：)控制，内回路采用比例+积分(PI：)控制；对每个典型工况点都有一组可调参数与之对应，每组可调参数的个数都是5个，它们分别是外回路的PID可调参数：比例系数、积分系数和微分系数，以及内回路的PID可调参数：比例系数和积分系数；每个典型工况点对应的5个PID可调参数的最优值，分别采用式（3）~（7）计算得到；（3）（4）（5）（6）（7）其中，T_f1、T_f2分别是外回路和内回路的可调滤波器时间常数；N表示典型工况点的个数，与步骤一中的典型工况点相对应；步骤四、在分散控制系统DCS中利用分段线性函数模块进行控制逻辑组态：根据上述的N个典型工况点得到的N组PID可调参数的最优值，通过分散控制系统DCS中通用的分段线性函数模块进行控制逻辑组态；对应上述5个PID可调参数，即外回路的PID可调参数：比例系数、积分系数和微分系数，以及内回路的PID可调参数：比例系数和积分系数，共需要5个分段线性函数模块进行控制逻辑组态；步骤五、在分散控制系统DCS中实现主蒸汽温度在任意工况点的近似最优控制：对于每个分段线性函数模块，都将实时测量的机组负荷信号X作为该模块的输入，该模块的输出是PID可调参数；当机组负荷信号X等于步骤一中划分的典型工况点处的负荷值时，每个分段线性函数模块即将步骤三中计算的对应典型工况点的PID可调参数的最优值输出；由于分段线性函数模块自身的线性插值功能，便建立了最优PID可调参数与机组负荷X之间的函数关系，当机组工作于任意非典型工况点时，分散控制系统DCS中的分段线性函数模块则自动完成线性插值功能，自动输出适合此工作点的PID参数值。