[發(fā)明專利]過熱汽溫自動模型增益的辨識方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN108958025A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 趙民政;金生祥;隋曉峰;趙巖;張秉權;王瀟;李振華;楊伴龍;王彥龍;郭強;孫銳;鄭妍
• 申請（專利權）人: 北京源深節(jié)能技術有限責任公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發(fā)明提出一種過熱汽溫自動模型增益的辨識方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：根據對應于導前溫度變化前后的減溫器后焓值H1和減溫器后焓值H2得到減溫器后焓增；根據過熱器出口壓力和當前過熱器出口溫度得到當前過熱器出口焓值H3；根據當前過熱器出口焓值H3和減溫器后焓增得到過熱器出口溫升；根據過熱器出口溫升和導前溫度變化量A得到過熱汽溫惰性區(qū)增益。本發(fā)明能夠在線辨識并修正導前微分回路微分器增益，從而改善被控對象的動態(tài)和靜態(tài)響應，提高控制品質，具有實時性好、適用性強的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及火力電廠技術領域，特別涉及一種過熱汽溫自動模型增益的辨識方法及系統(tǒng)。

背景技術

火力發(fā)電廠鍋爐過熱汽溫控制系統(tǒng)是提高機組熱效率和保證機組安全運行的重要組成部分。過熱汽溫的控制又是鍋爐各項控制任務中較為困難的一項。其原因在于，在機組運行的過程中，造成主蒸汽溫度變化的因素很多，且擾動量很大，包括蒸汽側和煙氣側兩個角度。蒸汽側擾動因素主要有：鍋爐負荷、給水溫度、減溫水溫度和流量等，煙氣側擾動因素主要有煙氣量、燃燒器調整方式以及鍋爐受熱面等等。由于在各種擾動作用下過熱汽溫的動態(tài)響應特性具有大遲延、大慣性、時變性和非線性的特點，從而加大了控制的難度。

目前大多數發(fā)電機組采用噴水式減溫器來調節(jié)汽溫，它是利用減溫水直接噴入過熱蒸汽中進行減溫的。當減溫水量發(fā)生擾動時，雖然減溫器處汽溫已產生變化，但要經過較長的過熱器管道才能影響到出口汽溫的變化，使汽溫反應的遲延很大。而且減溫器離過熱器出口較遠，則對象調節(jié)通道的遲延和慣性愈大。因此，調節(jié)汽溫的最有效的方法是在過熱器出口處直接進行噴水減溫，但這又對過熱器和汽輪機的安全運行不利。為此噴水式減溫器通常裝在過熱器高溫段的前面，這樣既保護了過熱器的高溫段，又使對象的遲延能減小些。采用噴水減溫方式調節(jié)過熱汽溫時，汽溫調節(jié)對象的遲延較大。如果只根據汽溫的偏差大小來改變減溫水量，勢必使調節(jié)的時間加長，動態(tài)偏差增大。為了提高調節(jié)品質，通常在減溫器后選取一個輔助溫度信號，該信號能比出口汽溫提前反應減溫水量的擾動，稱為“導前信號”。目前，常規(guī)的過熱汽溫控制方案大致有兩種形式：過熱汽溫串級自動控制系統(tǒng)和帶有導前微分信號的控制系統(tǒng)。

由于火電廠鍋爐過熱器惰性區(qū)的存在，導致單回路主汽溫度控制系統(tǒng)的快速性能變差，控制質量不理想。為提高控制質量，可以在原單回路系統(tǒng)的基礎上，增加一個調節(jié)器，將過熱器高溫段入口處的蒸汽溫度θ2作為一個導前微分信號，經微分器進行微分計算后送入調節(jié)器，從而構成導前微分主汽溫度控制系統(tǒng)。導前微分控制系統(tǒng)主要由以下元件構成：調節(jié)器、兩個測量變送器、微分器、執(zhí)行器、調節(jié)閥和被控對象組成。其系統(tǒng)原理框圖如圖1所示：

其中，在導前微分系統(tǒng)中，斷開微分器的測量反饋通道后的閉合回路稱為主回路。在圖1的示例中，系統(tǒng)的主回路是由調節(jié)器、執(zhí)行器、噴水調節(jié)閥門、噴水減溫器、過熱器的高溫段以及對主參數進行測量變送的溫度測量變送器組成。在導前微分控制系統(tǒng)中，由調節(jié)器、執(zhí)行器、調節(jié)閥門、導前區(qū)和微分器、副參數測量變送器組成的回路稱為導前微分回路。

在導前微分控制系統(tǒng)中，導前微分回路中的微分器能夠直接反映副參數(主汽溫控制系統(tǒng)中的θ2)隨時間的變化趨勢，間接反映了主信號(主汽溫控制系統(tǒng)中的θ1)的變化方向，且超前主信號的變化，對擾動的響應很快。因而當擾動發(fā)生時，副參數隨之發(fā)生變化(由于主控對象慣性和遲延的存在，此時主參數尚未發(fā)生波動)，使得微分器的輸出信號變化，調節(jié)器輸入端的偏差信號變化，使得調節(jié)器輸出的控制作用發(fā)生變化，通過執(zhí)行器去改變調節(jié)閥門(噴水調節(jié)閥)的開度，克服擾動，對副參數進行調節(jié)，進而實現對主參數的超前調節(jié)，使得系統(tǒng)的動態(tài)調節(jié)過程性能得到改善。