[發明專利]一種鍋爐汽包水位控制系統及方法

在審

• 申請號: 202111163334.7
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113819454A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 蘭揚;張婭
• 申請（專利權）人: 重慶廣播電視大學重慶工商職業學院
• 主分類號: F22D5/34
• 分類號: F22D5/34;G05D9/12
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 蒙捷

本發明屬于電力控制技術領域，具體涉及一種鍋爐汽包水位控制系統及方法；該方法包括：步驟一、建立PI控制器及自適應模糊PID控制器；其中，PI控制器為比例主導控制器；自適應模糊PID控制器為常規PID控制的基礎上，根據系統當前誤差e和誤差變化率ec，利用模糊推理實時整定P、I、D參數的控制器；步驟二，采集上一時刻水位的誤差e，并判斷誤差e是否大于設定偏差；若大于則轉到步驟三，若不大于則轉到步驟四；步驟三，采用PI控制器控制鍋爐給水流量閥門的開度，并返回步驟一，對下一時刻水位進行控制；步驟四，采用自適應模糊PID控制器控制鍋爐給水流量閥門的開度，并返回步驟一。本申請能夠精確且快速的控制鍋爐汽包水位。

技術領域

本發明屬于電力控制技術領域，具體涉及一種鍋爐汽包水位控制系統及方法。

背景技術

工業燃氣鍋爐是廣泛用于煉油、發電、化工、冶金、核工業等現代工業的重要領域中的重要動力設備。是一個多參數、強耦合、大滯后系統，對燃氣鍋爐的控制體現了工業控制水平。鍋爐汽包水位是工業燃氣鍋爐系統重要控制量之一，水位過高不僅會影響汽水分離，使蒸汽中的含水量增加降低蒸汽品質，長時間處于這樣的狀態還會使過熱器管壁結垢，從而損壞設備；水位過低容易造成鍋爐“干燒”，如果負載急劇增大，沸水氣化的速度加快，若不及時有效控制，很容易燒壞鍋爐甚至產生爆炸。

在鍋爐的控制中，鍋爐汽包水位是其重要控制參數，在實際工作中有諸多擾動因素，且極易出現“虛假水位”，而水位的高低波動不僅降低蒸汽質量影響生產，嚴重時可能使設備受到損壞，危及設備和工作人員安全。

目前，國內外針對汽包水位采用的控制方法為傳統PID控制方法，但是，傳統PID控制完成參數整定之后，很難進行在線調整，而在實際工作過程中，工業鍋爐汽包水位會頻繁受到給水和蒸汽擾動的影響。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種鍋爐汽包水位控制方法，能夠精確且快速的控制鍋爐汽包水位。

本發明提供的基礎方案為：

一種鍋爐汽包水位控制方法，包括：

步驟一、建立PI控制器及自適應模糊PID控制器；其中，PI控制器為比例主導控制器；自適應模糊PID控制器為常規PID控制的基礎上，根據誤差e和誤差變化率ec，利用模糊推理實時整定P、I、D參數的控制器；

步驟二，采集上一時刻水位的誤差e，并判斷誤差e是否大于設定偏差；若大于則轉到步驟三，若不大于則轉到步驟四；

步驟三，采用PI控制器控制鍋爐給水流量閥門的開度，并返回步驟一，對下一時刻水位進行控制；

步驟四，采用自適應模糊PID控制器控制鍋爐給水流量閥門的開度，并返回步驟一，對下一時刻的水位進行控制。

基礎方案工作過程及有益效果：

使用本方法，在建立PI控制器及自適應模糊PID控制器，正式進行鍋爐的水位控制時，在采集上一時刻水位的誤差e后，會根據誤差e是否大于設定偏差，選擇當前的對應控制方法。

具體的，如果誤差e大于設定偏差，由于誤差e較大，需要高效率的進行調節處理，因此，采用比例主導作用的PI控制器控制鍋爐給水流量閥門的開度，以便快速完整調節處理。如果誤差e不大于設定偏差，則說明調整的重點在于調節的精準度，因此，采用自適應模糊PID控制器控制鍋爐給水流量閥門的開度。由于自適應模糊PID控制器為常規PID控制的基礎上，根據系統當前誤差e和誤差變化率ec，利用模糊推理實時整定P、I、D參數的控制器，可以精準的實時調節控制器的參數，保證當前調節的精準性。之后，再重復上述步驟，對下一時刻的水位進行控制。

綜上，使用本方法，可以精確且快速的控制鍋爐汽包水位。