[發(fā)明專利]導熱油爐前饋溫度控制器及前饋-反饋PID溫度控制系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114237317B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設計）人: 胡昊;王海群;周亮;甄玉山;侯云輝;任東宇;孟廷豪;姜子波
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天石化技術(shù)裝備工程有限公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

本發(fā)明涉及一種導熱油爐前饋溫度控制器，包括吸熱能量解算模塊、熱效率計算模塊以及燃料量計算模塊；吸熱能量解算模塊根據(jù)導熱油爐出口溫度設定值計算導熱油側(cè)吸熱能量Q_吸，發(fā)送給燃料量計算模塊；熱效率計算模塊采用反平衡法計算導熱油爐熱效率，發(fā)送給燃料量計算模塊；燃料量計算模塊根據(jù)導熱油側(cè)吸熱能量Q_吸和導熱油爐熱效率，計算得到所需燃料量。限幅控制器以及燃料PID控制器結(jié)合傳統(tǒng)雙交叉串級控制器構(gòu)成前饋?反饋PID溫度控制系統(tǒng)，進行溫度控制，保證導熱油爐出口溫度滿足設定值。本發(fā)明能夠快速采集導熱油側(cè)的參數(shù)擾動，消除干擾帶來的溫度偏差，具有較好的動態(tài)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導熱油爐應用領(lǐng)域，涉及一種導熱油爐前饋溫度控制器及前饋-反饋PID溫度控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

導熱油爐是以導熱油為傳熱介質(zhì)的鍋爐，它通常使用油、氣、煤為燃料，通過熱油泵使導熱油循環(huán)，將熱量傳遞給用熱設備。其中，導熱油爐出口溫度是導熱油爐的主要控制對象。在化工領(lǐng)域，傳統(tǒng)的導熱油爐出口溫度的自動控制方法為雙交叉串級PID反饋控制，在裝置用熱負荷穩(wěn)定時，該控制方式可以準確平穩(wěn)地控制導熱油爐出口溫度，不會產(chǎn)生因空氣不足而引起的燃燒不完全現(xiàn)象，也不會發(fā)生因空氣超量引起過氧燃燒現(xiàn)象。

當出現(xiàn)入口溫度波動或?qū)嵊土髁坎▌拥母蓴_時，由于導熱油爐出口溫度的PID控制回路對于波動具有控制滯后性，使用傳統(tǒng)控制方式容易出現(xiàn)燃料調(diào)節(jié)閥或風量調(diào)節(jié)閥的輸出開度出現(xiàn)振蕩甚至全開全關(guān)的情況，所以需要開發(fā)一種針對波動干擾的溫度前饋控制器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種導熱油爐前饋溫度控制器及前饋-反饋PID溫度控制系統(tǒng)。

本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：

一種導熱油爐前饋溫度控制器，包括吸熱能量解算模塊、熱效率計算模塊以及燃料量計算模塊；

吸熱能量解算模塊：根據(jù)導熱油爐出口溫度設定值計算導熱油側(cè)吸熱能量Q_吸，發(fā)送給燃料量計算模塊；

熱效率計算模塊：采用反平衡法計算導熱油爐熱效率，發(fā)送給燃料量計算模塊；

燃料量計算模塊：根據(jù)導熱油側(cè)吸熱能量Q_吸和導熱油爐熱效率，計算得到所需燃料量。

所述吸熱能量解算模塊計算導熱油側(cè)吸熱能量Q_吸的方法如下：

2.1吸熱能量解算模塊首先采集導熱油爐出口的導熱油流量F_導熱油；

2.2依照導熱油物性表，將導熱油溫度、導熱油焓值以及導熱油密度值按照對應關(guān)系分別依次存入導熱油溫度數(shù)組Temp、導熱油焓值數(shù)組Enthalpy以及密度數(shù)組Density中；

2.3獲取導熱油爐出口溫度設定值和同時刻的入口溫度值；

2.4通過二分法在2.2的各個數(shù)組中查詢出口溫度設定值對應的導熱油焓值H_{焓值(出口溫度設定值)}、導熱油密度值ρ_導熱油以及入口溫度對應的導熱油焓值；

2.5若查詢到結(jié)果，則進入步驟2.6；否則，若沒有查詢到出口溫度設定值，則在導熱油溫度數(shù)組Temp中查詢與出口溫度設定值相鄰的溫度對應的導熱油焓值、導熱油密度值，然后利用插值法計算出口溫度設定值對應的導熱油焓值H_{焓值(出口溫度設定值)}、導熱油密度值ρ_導熱油；若沒有查詢到入口溫度，則在導熱油溫度數(shù)組Temp中查詢與入口溫度相鄰的溫度對應的導熱油焓值，然后利用插值法計算入口溫度對應的導熱油焓值H_{焓值(入口溫度)}；

2.6利用如下公式計算導熱油側(cè)吸熱能量Q_吸：