[發明專利]超超臨界機組再熱汽溫的控制方法和系統

有效

• 申請號: 201410829479.X
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104482525A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張曦;陳世和;閻威武;潘鳳萍;羅嘉;葉向前;伍宇忠;陳華忠;吳樂;任娟娟;史玲玲
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;上海交通大學
• 主分類號: F22B35/12
• 分類號: F22B35/12;G05B13/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周清華

【技術領域】

本發明涉及熱工控制技術領域，特別是涉及一種超超臨界機組再熱汽溫的控制方法和系統。

【背景技術】

在熱工系統的自動控制系統中，再熱蒸汽汽溫調節是一個大延時環節，再熱汽溫對象具有大遲延、大慣性的特點。再熱蒸汽的加熱面在煙氣通道的尾端，煙氣溫度較低，增加了再熱蒸汽汽溫的調節難度。此外再熱汽溫容易受各種干擾因素的影響，在各種擾動作用下汽溫對象具有非線性、時變等特性，使控制難度加大。載入汽溫受負荷、減溫水量等變量的影響較大，由于再熱蒸汽的汽壓低、流量小，傳熱系數小，所以再熱器多布置在垂直煙道或水平煙道之中，屬于純對流受熱面，因而再熱汽溫受鍋爐負荷變化的影響較大。尤其隨著機組容量和參數的提高，蒸汽過熱受熱面比例加大，使其遲延和慣性更大，從而進一步加大了控制的難度。

再熱汽溫調節與主蒸汽汽溫調節有較大不同，再熱汽溫用減溫水噴水調節，容易增大汽機中、低壓缸的流量，相應增加了中、低壓缸的功率，如果機組總功率(負荷)保持不變，勢必減少高壓缸的功率與流量，這就等于用部分低壓蒸汽循環代替高壓蒸汽循環，導致整個單元機組循環熱效率降低，熱經濟性變差。因此再熱蒸汽氣溫的控制卻對機組經濟性有著較大的影響。1000MW超超臨界機組大多采用一次中間再熱系統。

再熱蒸汽溫度控制系統一般通過擺動噴嘴的擺動角度或者煙氣旁路擋板作為再熱器出口溫度的正常調節手段，噴水減溫作為輔助調節手段。由于超超臨界機組的再熱汽溫被控對象的動態特性隨鍋爐負荷的變化而變化，在實際運行環境中各種內外擾動也比較多。目前此類控制系統所采用的控制器大多仍為PID(Proportion?Integration?Differentiation，比例-積分-微分控制器)型控制器，或在PID控制的基礎上采取一些自適應措施后組成的自適應PID，串級控制器。由于PID在本質上是滯后調節，由此便導致了PID型再熱蒸汽汽溫控制系統的控制效率較低。

【發明內容】

基于此，有必要針對PID型再熱蒸汽汽溫控制系統的控制效率較低的問題，提供一種超超臨界機組再熱汽溫的控制方法和系統。

一種超超臨界機組再熱汽溫的控制方法，包括以下步驟：

分別獲取超超臨界機組的各干擾變量與初級再熱器出口溫度間的對應關系，生成各干擾變量的第一擾動模型，其中，所述干擾變量包括機組負荷、吹灰操作信息和煤質波動信息；

分別獲取所述超超臨界機組的各干擾變量與末級再熱器出口溫度間的對應關系，生成各干擾變量的第二擾動模型；

分別獲取所述超超臨界機組的各控制變量與所述初級再熱器出口溫度間的對應關系，生成各控制變量的第一階段線性模型，其中，所述控制變量包括煙氣擋板開度和再熱減溫噴水量；

分別獲取所述超超臨界機組的各控制變量與所述末級再熱器出口溫度間的對應關系，生成各控制變量的第二階段線性模型；

通過最小二乘法將各干擾變量的第一擾動模型、各干擾變量的第二擾動模型、各控制變量的第一階段線性模型和各控制變量的第二階段線性模型轉化為所述超超臨界機組的傳遞函數，并在各控制變量上施加階躍信號，記錄初級再熱器出口溫度和末級再熱器出口溫度，生成多變量約束預測控制的階躍響應模型；

檢測所述超超臨界機組的初級再熱器出口溫度、末級再熱器出口溫度、機組負荷、吹灰操作信息和煤質波動信息；

將檢測所得的初級再熱器出口溫度、末級再熱器出口溫度、機組負荷、吹灰操作信息、煤質波動信息以及所述階躍響應模型代入預設的優化模型，進行優化求解，生成最優解；

將所述最優解中的控制變量施加到所述超超臨界機組，對再熱汽溫進行調控。

一種超超臨界機組再熱汽溫的控制系統，包括：

第一擾動模塊，用于分別獲取超超臨界機組的各干擾變量與初級再熱器出口溫度間的對應關系，生成各干擾變量的第一擾動模型，其中，所述干擾變量包括機組負荷、吹灰操作信息和煤質波動信息；

第二擾動模塊，用于分別獲取所述超超臨界機組的各干擾變量與末級再熱器出口溫度間的對應關系，生成各干擾變量的第二擾動模型；

第一階段模塊，用于分別獲取所述超超臨界機組的各控制變量與所述初級再熱器出口溫度間的對應關系，生成各控制變量的第一階段線性模型，其中，所述控制變量包括煙氣擋板開度和再熱減溫噴水量；

第二階段模塊，用于分別獲取所述超超臨界機組的各控制變量與所述末級再熱器出口溫度間的對應關系，生成各控制變量的第二階段線性模型；