[發明專利]火電機組鍋爐汽輪機協調系統的先進控制方法

有效

• 申請號: 200910024470.0
• 申請日: 2009-02-23
• 公開（公告）號: CN101488022A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 呂劍虹;陳雨亭;于國強;吳科;趙亮;陳貝;向文國
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;F01D17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種火電機組鍋爐和汽輪機協調系統的先進控制方法，特別是一種采用先 進的動態前饋技術、變積分技術等實現火電機組鍋爐負荷指令的快速穩定調節及鍋爐和汽 輪機更加協調的先進控制方法，屬于熱能動力工程和自動控制領域。

背景技術

火電機組普遍采用了分散控制系統DCS，機組的控制水平及調節品質有了明顯的提高， 但許多電站最關鍵的控制系統之一(鍋爐和汽輪機之間的協調控制系統)未能取得理想的 控制品質，主要存在的問題是機組負荷的升、降速率慢且壓力波動大，有些機組由于協調 控制方案的不合理，使機組的實際負荷升、降速率僅為1％Pe/min左右，且在變負荷過程中 主汽壓力振蕩且波動達0.8Mpa以上，使機組的其它重要參數如主汽溫度、鍋爐汽包水位、 爐膛負壓及氧量等有較大的波動。

目前國內火電廠鍋爐和汽輪機協調控制系統均采用了傳統的控制方案，鍋爐的負荷指 令BD和汽機負荷指令TD分別取為：

BD＝PID(P₀-P_T)+k₁N₀+LED(N₀)(1)

或BD=PID(P0-PT)+k2(P0P1PT)+LED(P0P1PT)---(2)]]>

TD＝PID(N₀-N_b)+k₃N₀(3)

式中，PID(e)是以e為入口偏差的PID調節器；N_E為機組的實際發電功率；LED為 實際微分環節；k₁，k₂，k₃為比例系數。

若鍋爐的負荷指令采用(1)式，往往只注重于機組變負荷過程中的功率響應，而壓力偏差 (P₀-P_T)僅依靠反饋PID調節器來消除，由于鍋爐是一個大滯后的被控對象，為確保閉環控 制系統的穩定性，PID調節器只能整定得很慢，因此消除主汽壓力偏差的能力有限，特別是 在穩定負荷下很難消除如煤種變化、給煤機斷煤及啟停磨煤機等各種擾動對主汽壓力的影 響，從而造成壓力偏差大；若鍋爐的負荷指令采用(2)式，前饋和反饋均具有消除壓力偏差 的功能，但在機組加、減負荷過程中，煤量的波動很大，不利于鍋爐的穩定運行，且機組 的負荷響應相對較慢。而對于(3)式的汽機負荷指令，僅考慮了汽輪機的負荷調節功能，沒 有考慮調節主汽壓力的功能，當火電機組受到大的擾動時，僅依靠鍋爐來調壓往往難于抑 制主汽壓力的變化，使主汽壓力的波動大，此時，應讓汽機參與主汽壓力的調節。