[發明專利]一種供熱抽汽機組自整調節系統與控制方法

有效

• 申請號: 201810373465.X
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108661725B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 楊建明;姜清塵;王昌朔
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F01D17/08
• 分類號: F01D17/08;F01K17/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

本發明公開了一種供熱抽汽機組自整調節系統與控制方法。基于供熱抽汽機組運行特性繪制熱工況圖，計算主汽及供熱調節機構蒸汽流量，并根據調門流量特性曲線計算所需調門開度，輔以以電功率和抽口壓力為被控量的負反饋調節機制，使供熱機組輸出的熱、電負荷滿足熱用戶及電網需求。本發明改善了傳統控制策略對被控機組運行特性認識不足，調節過程穩定性、準確性不佳，使油動機頻繁動作，磨損漏油的問題，能夠有效增強供熱抽汽機組自整調節的可靠性。

技術領域

本發明涉及供熱抽汽機組自整調節系統領域，特別是涉及一種供熱抽汽機組自整調節系統與控制方法。

背景技術

隨著國民經濟發展，工業生產用汽和城鎮居民采暖需求不斷上升，熱電聯產規模擴大，大容量、高參數、雙級供熱抽汽機組大量投運。但受制于熱、電負荷間復雜的耦合關系，目前行業內對供熱抽汽機組的自動控制策略尚不完善。

通過控制主汽及供熱蒸汽調門機構的開度，使機組輸出的熱、電負荷能夠獨立調節、互不影響，從而滿足電網和熱用戶的需求，這一過程即供熱機組的“自整調節”，在自動控制領域也稱為“熱電解耦”。長期以來，行業內缺乏完善的自動控制策略，而供熱機組又不斷向大容量、高參數、中間再熱、雙級供熱抽汽等更為復雜的結構形式發展，因此部分熱電廠的調節過程主要依賴于操作人員的經驗，在保證熱功率穩定的前提下緩慢改變各個閥門的開度來實現對電功率的調節，這種控制方式調節時間長，熱電過程的調整緩慢并且不準確，難以達到電網要求的一次調頻考核標準，無法滿足發電競價上網等新形勢下的控制要求。

供熱機組自整調節技術的發展歷史，總體來說有前饋、反饋兩種思路。其中，前饋補償是指通過優化調門機構的結構參數設計使調節系統和研究對象的傳遞函數矩陣串聯后得到對角矩陣，從而消除熱電耦合關聯，典型應用是采用綜合滑閥的機械液壓調節系統；而反饋補償則利用PI調節器中的比例積分環節，實現對電功率或抽汽壓力的有差調節或無差調節，其多用于數字電液調節系統中。經過長期發展，目前供熱抽汽機組的自整調節主要采用前饋反饋相結合的控制策略。通過優化調門機構設計的對角矩陣解耦算法完成熱電解耦前饋調節，通過在高壓調門、低壓調門控制回路中串聯PI調節器來完成反饋調節。這種控制方式對非再熱單抽供熱機組這一類結構簡單的供熱機組適用性良好，但由于調節過程缺乏能體現具體被控機組熱力特性及調門特性的頂層設計，因此面對新形勢下結構復雜的供熱機組時，控制效果不佳。

鑒于熱電聯產不斷發展、供熱機組結構形式日益復雜以及當前行業內自整調節策略適用性不足的現狀，設計出能體現供熱機組熱力特性、有效實現熱電解耦的控制策略，對熱電廠的生存發展具有重要意義。

發明內容