[发明专利]一种秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压跟踪控制方法

摘要

一种秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压跟踪控制方法，针对秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷中的实际蒸汽压跟踪目标值的控制问题，建立秸秆直燃循环流化床锅炉的蒸汽压与秸秆燃烧量的连续时间动态模型，根据蒸汽压目标值定义跟踪偏差的积分量，进而建立秸秆直燃循环流化床锅炉蒸汽压与秸秆燃烧量连续时间扩展动态模型，并利用MatLab函数care的计算结果，设计一个秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压自动跟踪控制器，实现秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压对目标值的自动跟踪控制。本发明设计简单、实施简便、实用性强，提高秸秆直燃循环流化床锅炉燃烧系统运行的控制水平。

主权项

1.一种秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压跟踪控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：1)、考虑秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压与秸秆燃料量的三阶连续时间动态模型，参见式(1)：其中，t表示时间变量；x1表示循环流化床锅炉的蒸汽压，MPa；x2表示循环流化床锅炉蒸汽压的变化速度；x3表示循环流化床锅炉蒸汽压的变化加速度；“·”表示对应变量的一阶导数；M表示用于燃烧的秸秆燃料量，t/h；常数G表示循环流化床锅炉蒸汽压的稳态增益；常数T1、T2和τ分别表示循环流化床锅炉汽包压力时间常数、蒸汽压时间常数和时滞，s；2)、定义秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压跟踪偏差的积分量q(t)，参见式(2)：其中，符号s表示积分器内的积分时间变量；Pr表示秸秆直燃循环流化床锅炉蒸汽压的目标值；求积分量q(t)的一阶导数，参见式(3)：其中，表示蒸汽压跟踪偏差积分量对时间变量的一阶导数；3)、结合式(1)和式(3)，建立秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压与秸秆燃料量的连续时间扩展状态空间模型，参见式(4)：其中，列向量z＝[x1,x2,x3,q]T，上标T表示向量转置；矩阵A、B和C分别为4)、给定一个参数μ>0，设计用于计算秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压跟踪控制系统在t时刻的秸秆燃烧量的跟踪控制律，参见式(5)：M(t)＝‑μBWz(t)  (5)其中，矩阵W为正定对称矩阵，通过MatLab函数care计算，参见式(6)：其中，矩阵I4为4阶单位矩阵；5)、在线测量读取秸秆直燃循环流化床锅炉蒸汽压的实际值和目标值，根据式(5)实时计算循环流化床锅炉的秸秆燃烧量，循环流化床锅炉燃烧自动控制系统根据秸秆燃烧量的计算结果实时调整进入循环流化床锅炉内的秸秆燃烧量；在下一个控制周期时，重新测量读取循环流化床锅炉蒸汽压的实际值和目标值，根据式(5)实时计算循环流化床锅炉的秸秆燃烧量，循环流化床锅炉燃烧自动控制系统根据秸秆燃烧量的计算结果实时调整进入循环流化床锅炉内的秸秆燃烧量，如此周而复始，实现秸秆直燃循环流化床锅炉变负荷蒸汽压对目标值Pr的自动跟踪控制。