[發明專利]直流爐單元機組直接能質平衡協調控制系統

有效

• 申請號: 201110103988.0
• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN102323748A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 葉敏;蘇明;馮樹臣;潘鋼;陳又申;夏明;趙松烈
• 申請（專利權）人: 上海迪吉特控制系統有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42;F01K11/02;F01D17/10
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1.一種直流爐單元機組直接能質平衡協調控制系統，包括汽機功率調節回路(1)，其輸出為汽機功率指令μ_T；鍋爐給水調節回路(2)，其輸出為給水流量指令μ_BW；鍋爐燃燒調節回路(3)，其輸出為燃燒率指令μ_BF；其特征在于：分別采用直接能量平衡機理實現汽機功率調節回路(1)與鍋爐燃燒調節回路(3)間的動態解耦和采用直接質量(流量)平衡機理實現汽機功率調節回路(1)與鍋爐給水調節回路(2)間的動態解耦；并通過機組功率指令信號ULD和燃水比校正信號δ將上述三個多變量并行調節回路轉化為具有遞階結構的解耦調節回路，具體是按照以下步驟實現的：

(1)選取直流鍋爐蒸發受熱面實際焓增ΔH_M與設計焓增ΔH_S的偏差f(ΔH_S，ΔH_M)作為直流爐單元機組的直接能量平衡信號φ，并作為鍋爐燃燒調節回路(3)的控制輸入，同時取機前壓力設定值P_S的函數f(P_S)對鍋爐蓄能進行修正；并將機組功率指令信號ULD作為鍋爐燃燒調節回路(3)的前饋信號；即：

鍋爐燃燒率指令μ_BF＝PID(φ+f(P_S))+F(ULD)

φ＝f(ΔH_S，ΔH_M)

其中，PID(φ+f(P_S))是鍋爐燃燒調節回路(3)的比例-積分-微分控制器，f(P_S)為鍋爐蓄能修正函數，F(ULD)為動態前饋函數；

(2)汽機功率調節回路(1)的控制輸入為機組功率指令信號ULD和機組實際功率N_T之差，同時，在汽機功率指令μ_T的形成回路中還包含一個焓差校正因子，當鍋爐側熱量偏差大時，將限制汽機功率指令的輸出，即：

μ_T＝PID(ΔN_T)-f(φ)

ΔN_T＝ULD-N_T

其中，PID(ΔN_T)是汽機功率調節回路(1)的比例-積分-微分控制器，f(φ)是以直接能量平衡信號φ為輸入的焓差校正因子；

(3)鍋爐給水調節回路(2)為帶機前壓力偏差校正的燃水比控制，并以鍋爐燃水比信號δ作為機組的直接質量(流量)平衡信號，其輸入為汽機功率指令μ_T，即：

鍋爐給水流量指令μ_BW＝δ(μ_T)+F(ΔP_T)

ΔP_T＝P_S-P_T

其中，δ(μ_T)是鍋爐燃水比信號，F(ΔP_T)是鍋爐給水調節回路(2)的機前壓力偏差校正因子；

2.如權利要求1所述的一種直流爐單元機組直接能質平衡協調控制系統，其特征在于：直接能量平衡信號φ中的直流鍋爐蒸發受熱面實際焓增與設計焓增的偏差函數f(ΔH_S，ΔH_M)為設計焓增ΔH_S與實際焓增ΔH_M之差，即：

φ＝f(ΔH_S，ΔH_M)＝ΔH_S-ΔH_M

其中直流鍋爐蒸發受熱面實際焓增ΔH_M為由實際測量的給水流量乘以分別由鍋爐中間點和省煤器入口的壓力、溫度計算得到的焓值之差，而ΔH_S是由鍋爐設計數據計算得到直流鍋爐蒸發受熱面設計焓增函數；

3.如權利要求1所述的一種直流爐單元機組直接能質平衡協調控制系統，其特征在于：直接能量平衡信號φ中的直流鍋爐蒸發受熱面實際焓增與設計焓增的偏差函數f(ΔH_S，ΔH_M)為設計焓增ΔH_S與實際焓增ΔH_M之比，即：

φ＝f(ΔH_S，ΔH_M)＝ΔH_S/ΔH_M；

4.如權利要求1所述的一種直流爐單元機組直接能質平衡協調控制系統，其特征在于：鍋爐燃水比信號δ(μ_T)為一個與直接能量平衡信號φ相關的多階滯后函數，即：

δ(μ_T)＝f(μ_T)/(1+T(φ)s)ⁿ

其中s為拉普拉斯算子，T(φ)是以直接能量平衡信號φ為輸入的時間常數，n為多階滯后函數的階數(1≤n≤3)，f(μ_T)是以μ_T為輸入的給水流量-功率非線性函數。