循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法转让专利

申请号 : CN201310111800.6

文献号 : CN103216826B

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相似专利:

发明人 : 贾峰生张缠保于秀兰段秋刚倪子俊杜艳生周策戴光温武张志刚郝丽华武瀚赵易彦白东海杨琦张颖

申请人 : 国家电网公司山西省电力公司电力科学研究院

摘要 :

本发明公开了一种循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法,解决了循环流化床锅炉发电机组的主汽压力的稳定控制难以实现的问题。根据Smith预估原理构造一个增益自适应Smith预估器,利用锅炉总给煤量、实际主汽压力和汽机调门开度作为Smith预估器三个输入变量,该预估器输出即为机组预估主汽压力,该预估主汽压力和主汽压力设定值求偏差作为协调控制中锅炉主控PID的输入偏差。在稳态下此预估主汽压力等于实际主汽压力,在动态下预估主汽压力综合了机组总给煤量和汽机调门开度对主汽压力影响的值,在变负荷时由于总给煤量和汽机调门开度的变化,使锅炉主控PID的输入偏差得到及时的消除,使锅炉主控很快进入新的稳态。

权利要求 :

1.一种循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法,包括加法模块、减法模块、乘法模块、除法模块、函数模块、一阶惯性模块和延时模块,其特征在于,减法模块(M4)的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的主汽压力 Pt连接,第一函数模块(M1)的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的汽机调门μt连接,第一函数模块(M1)的输出端分别与减法模块(M4)的输入端s2和加法模块(M12)的输入端s2连接,减法模块(M4)的输出端与除法模块(M5)的输入端s1连接,第一乘法模块(M3)的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的锅炉给煤量Bt连接,比例模块(M2)的输出端与第一乘法模块(M3)的输入端s2连接,第一乘法模块(M3)的输出端与第二一阶惯性模块(M7)的输入端s1连接,第二一阶惯性模块(M7)的输入端s2与开关信号连接,第二一阶惯性模块(M7)的输出端与第三一阶惯性模块(M8)的输入端s1连接,第三一阶惯性模块(M8)的输入端s2与开关信号连接,第三一阶惯性模块(M8)的输出端分别与延时模块(M9)的输入端s1和第二乘法模块(M11)的输入端s2连接,延时模块(M9)的输入端s2与开关信号连接,延时模块(M9)的输出端与第四一阶惯性模块(M10)的输入端s1连接,第四一阶惯性模块(M10)的输入端s2与开关信号连接,第四一阶惯性模块(M10)的输出端与除法模块(M5)的输入端s2连接,除法模块(M5)的输出端与第一一阶惯性模块(M6)的输入端连接,第一一阶惯性模块(M6)的输出端与第二乘法模块(M11)的输入端s1连接,第二乘法模块(M11)的输出端与加法模块(M12)的输入端s1连接,加法模块(M12)的输出端P1与锅炉主控压力设定值模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法,其特征在于,所述的锅炉主控压力设定值模块上连接有循环流化床锅炉发电机组的锅炉主控PID控制器模块。

说明书 :

循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种自动控制装置,特别涉及一种循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法,应用于对循环流化床锅炉发电机组的锅炉燃烧进行自适应调节控制。

背景技术

[0002] 随着经济的发展和人们消费水平的提高,生活用电的比重逐渐在加大,其中发电设备装机容量中有75%以上为火力发电,煤作为一次能源的消耗越来越高。循环流化床锅炉作为一种洁净的火力发电锅炉越来越受到人们的重视,循环流化床锅炉机组的使用也越来越多。但是循环流化床锅炉的燃烧系统是一个大滞后、强耦合的非线性系统,各个变量之间互相影响严重,尤其是循环流化床锅炉压力反应滞后比较大,使机组主汽压力的稳定控制难以实现。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法,解决了循环流化床锅炉发电机组的主汽压力的稳定控制难以实现的技术问题。
[0004] 一种循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法,包括加法模块、减法模块、乘法模块、除法模块、函数模块、一阶惯性模块和延时模块,减法模块M4的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的主汽压力Pt连接,第一函数模块M1的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的汽机调门μt连接,第一函数模块M1的输出端分别与减法模块M4的输入端s2和加法模块M12的输入端s2连接,减法模块M4的输出端与除法模块M5的输入端s1连接,第一乘法模块M3的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的锅炉给煤量Bt连接,比例模块M2的输出端与第一乘法模块M3的输入端s2连接,第一乘法模块M3的输出端与第二一阶惯性模块M7的输入端s1连接,第二一阶惯性模块M7的输入端s2与开关信号连接,第二一阶惯性模块M7的输出端与第三一阶惯性模块M8的输入端s1连接,第三一阶惯性模块M8的输入端s2与开关信号连接,第三一阶惯性模块M8的输出端分别与延时模块M9的输入端s1和第二乘法模块M11的输入端s2连接,延时模块M9的输入端s2与开关信号连接,延时模块M9的输出端与第四一阶惯性模块M10的输入端s1连接,第四一阶惯性模块M10的输入端s2与开关信号连接,第四一阶惯性模块M10的输出端与除法模块M5的输入端s2连接,除法模块M5的输出端与第一一阶惯性模块M6的输入端连接,第一一阶惯性模块M6的输出端与第二乘法模块M11的输入端s1连接,第二乘法模块M11的输出端与加法模块M12的输入端s1连接,加法模块M12的输出端P1与锅炉主控压力设定值模块连接。
[0005] 所述的锅炉主控压力设定值模块上连接有循环流化床锅炉发电机组的锅炉主控PID控制器模块。
[0006] 本发明构造一个增益自适应预估器,作为模拟循环流化床锅炉燃烧特性的模型,利用锅炉总给煤量、实际主汽压力和汽机调门开度作为预估器三个输入变量,该预估器输出即为机组预估主汽压力,该预估主汽压力和主汽压力设定值求偏差作为协调控制中锅炉主控PID的输入偏差。在稳态下此预估压力等于实际主汽压力,在动态下预估压力叠加了总给煤量和汽机调门开度对主汽压力影响的值,在变负荷时由于总给煤量和汽机调门开度的变化,使锅炉主控PID的输入偏差得到及时的变化,使锅炉主控很快进入新的稳态,从而实现主汽压力的平稳控制。

附图说明

[0007] 图1是本发明的结构框图。

具体实施方式

[0008] 一种循环流化床锅炉发电机组的主汽压力自适应预估方法,包括加法模块、减法模块、乘法模块、除法模块、函数模块、一阶惯性模块和延时模块,减法模块M4的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的主汽压力Pt连接,第一函数模块M1的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的汽机调门μt连接,第一函数模块M1的输出端分别与减法模块M4的输入端s2和加法模块M12的输入端s2连接,减法模块M4的输出端与除法模块M5的输入端s1连接,第一乘法模块M3的输入端s1与循环流化床锅炉发电机组的锅炉给煤量Bt连接,比例模块M2的输出端与第一乘法模块M3的输入端s2连接,第一乘法模块M3的输出端与第二一阶惯性模块M7的输入端s1连接,第二一阶惯性模块M7的输入端s2与开关信号连接,第二一阶惯性模块M7的输出端与第三一阶惯性模块M8的输入端s1连接,第三一阶惯性模块M8的输入端s2与开关信号连接,第三一阶惯性模块M8的输出端分别与延时模块M9的输入端s1和第二乘法模块M11的输入端s2连接,延时模块M9的输入端s2与开关信号连接,延时模块M9的输出端与第四一阶惯性模块M10的输入端s1连接,第四一阶惯性模块M10的输入端s2与开关信号连接,第四一阶惯性模块M10的输出端与除法模块M5的输入端s2连接,除法模块M5的输出端与第一一阶惯性模块M6的输入端连接,第一一阶惯性模块M6的输出端与第二乘法模块M11的输入端s1连接,第二乘法模块M11的输出端与加法模块M12的输入端s1连接,加法模块M12的输出端P1与锅炉主控压力设定值模块连接。
[0009] 所述的锅炉主控压力设定值模块上连接有循环流化床锅炉发电机组的锅炉主控PID控制器模块。
[0010] 本发明的具体实施过程如下:
[0011] 第一步、经过机组的实际压力动态响应特性试验,采用一个比例模块M2、第一乘法模块M3、第二一阶惯性模块M7和第三一阶惯性模块M8构成近似两阶惯性环节串联,来近似表示根据压力响应特性试验得到的从锅炉给煤量Bt变化到生成相应的蒸汽量所需要的延迟过程;采用延时模块M9和第四一阶惯性模块M10近似表示从生成蒸汽到引起锅炉蓄热能量变化所需要的延迟时间;
[0012] 第二步、根据机组不同负荷下的参数,根据汽机调门μt变化对主汽压力的影响的范围和大小,并以第一函数模块M1输出作为汽机调门μt连变化对预估压力的影响值;
[0013] 第三步、主汽压力Pt减去第一函数模块M1的输出值得到减法模块M4的输出值,然后再除以第四一阶惯性模块M10的输出值得到除法模块M5输出值,再经过第一一阶惯性模块M6,得到主汽压力调整系数;
[0014] 第四步、第一一阶惯性模块M6输出值乘以第三一阶惯性模块M8输出值得到第二乘法模块M11的输出值,再加上第一函数模块M1的输出值得到加法模块M12输出值,此时得到锅炉预估器输出即为预估压力P1;
[0015] 第五步、P1与锅炉主控压力设定值求偏差送入锅炉主控PID运算。