專利名稱：超臨界鍋爐動態(tài)加速前饋的自適應(yīng)校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱エ控制技木，尤其涉及ー種超臨界鍋爐模擬量控制系統(tǒng)中的鍋爐動態(tài)加速前饋功能的自適應(yīng)校正方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外新建的火力發(fā)電機(jī)組絕大多數(shù)都采用了更加高效環(huán)保的超臨界機(jī)組。而超臨界機(jī)組和以往亞臨界機(jī)組最大的不同之處在于鍋爐，水與水蒸汽エ質(zhì)本身的熱物理特性決定了超臨界機(jī)組只能采用直流鍋爐。與汽包鍋爐相比較，直流鍋爐的エ質(zhì)完全依靠給水泵的壓頭一次性通過各受熱面，各段受熱面之間沒有像汽包那樣固定的汽水分界點(diǎn)。所以當(dāng)燃水比失調(diào)后，各受熱面吸熱量比例會發(fā)生變化，對出口汽溫影響很大。同吋，現(xiàn)代超臨界火力發(fā)電機(jī)組一般都設(shè)計(jì)采用變壓運(yùn)行方式。這時，鍋爐エ質(zhì)會從亞臨界變化到超臨界狀態(tài)。在亞臨界時，エ質(zhì)的加熱區(qū)段有熱水段，蒸發(fā)段和過熱段；隨著鍋爐運(yùn)行壓力升高，汽化潛熱減少，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)達(dá)到或超過臨界點(diǎn)(壓カ22. 115MPa、溫度374. 15°C )時，水直接變?yōu)檎羝?，汽化潛熱變?yōu)榱?，鍋爐內(nèi)的エ質(zhì)不再有汽液兩相共存的蒸發(fā)段。因此，超臨界變壓運(yùn)行鍋爐在不同負(fù)荷エ況下，其エ質(zhì)的物性會發(fā)生顯著變化。這種非線性很大程度上直接影響和決定了超直流鍋爐的運(yùn)行控制特性。而且，直流鍋爐的蓄熱系數(shù)和慣性明顯比汽包鍋爐小，主要控制參數(shù)的變化速率和波動幅度也要比汽包鍋爐大得多。各主要運(yùn)行參數(shù)之間具有更明顯的強(qiáng)耦合和非線性特性。直流鍋爐這種復(fù)雜的控制特性也決定了其控制策略必須根據(jù)鍋爐的熱力學(xué)機(jī)理、結(jié)構(gòu)特性和自動調(diào)節(jié)理論更精確地確定各控制回路之間的靜態(tài)校正、動態(tài)補(bǔ)償和解耦控制方案。為了維持鍋爐出口額定溫度，燃水比是直流鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)中一個至關(guān)重要的參數(shù)，因此現(xiàn)有的直流鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中鍋爐給水和燃燒控制回路也按照哪ー側(cè)直接接受鍋爐主控指令和另ー側(cè)通過燃水比校正區(qū)分為以水為基礎(chǔ)(又稱為煤跟水)或以煤為基礎(chǔ)(水跟煤)方式(由于我國絕大多數(shù)大型電站機(jī)組都為燃煤機(jī)組，因此常以燃煤ー詞來代表燃料)。上世紀(jì)末及本世紀(jì)初，我國上海、東方、哈爾濱等主要電站設(shè)備制造集団先后從國外引進(jìn)了超臨界火力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造技木。1992年，我國第一臺超臨界參數(shù)火力發(fā)電機(jī)組在上海石洞ロ ニ廠投入商業(yè)運(yùn)行。截止2011年底，我國投產(chǎn)的超臨界機(jī)組已逾數(shù)百臺，百萬等級超超臨界機(jī)組也達(dá)到了 40余臺，數(shù)量已居世界第一。盡管我國在超臨界火力發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)制造和超臨界機(jī)組的基建運(yùn)行等方面已經(jīng)積累了越來越多的經(jīng)驗(yàn)，逐步縮小了與世界先進(jìn)水平的距離，但在一些關(guān)鍵技術(shù)的自主設(shè)計(jì)和自主創(chuàng)新能力方面與世界上先進(jìn)技術(shù)國家仍然存在著相當(dāng)?shù)牟罹?。如從機(jī)組的自動 控制功能看，盡管大多數(shù)超臨界機(jī)組的控制策略設(shè)計(jì)都是由國內(nèi)廠商自主完成設(shè)計(jì)和工程服務(wù)，但大多仍是完全按照國外鍋爐技術(shù)支持廠商提供的典型圖紙進(jìn)行參照設(shè)計(jì)，許多方面并不能完全滿足國內(nèi)機(jī)組運(yùn)行實(shí)際的需要。對上鍋、東鍋、哈鍋分別從法國阿爾斯通APBG和美國阿爾斯通APUS、日立巴布科克BHK和日本三菱重工MHI、英國三井巴布科克MBEL(現(xiàn)為斗山巴布科克)技術(shù)引進(jìn)的幾種在國內(nèi)應(yīng)用最多的超(超)臨界鍋爐的控制策略進(jìn)行對比分析可以看出，其中，阿爾斯通Alstom和MBEL的超臨界鍋爐控制策略采用的是水跟煤模式，并采用了以蒸發(fā)受熱面焓增來進(jìn)行燃水比校正，代表了歐洲鍋爐制造廠商側(cè)重于利用鍋爐機(jī)理來進(jìn)行控制回路補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)格。MHI和BHK提供的超臨界鍋爐控制策略設(shè)計(jì)則采用的是煤跟水方式，MHI通過水燃比來控制汽水分離器入口エ質(zhì)的微過熱度，并且把每ー受熱面(后煙道后墻水冷壁入口及一、ニ、三和末級過熱出口)的溫度偏差加起來作為水燃比校正回路的前饋信號；BHK則采用了屏式過熱器出ロ溫度即中間點(diǎn)溫度進(jìn)行水燃比校正。而MHI和BHK等日本公司的一個設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是在燃料、送風(fēng)、給水等控制回路采用了并行的鍋爐輸入指令(Boiler InputDemand, BID)和鍋爐輸入動態(tài)加速前饋(Boiler Input Rate, BIR)。BIR信號設(shè)計(jì)為在穩(wěn)態(tài)時不起作用，負(fù)荷變化時每個調(diào)節(jié)回路及加、減負(fù)荷等不同模式下的BIR時間常數(shù)都不相同，可以滿足機(jī)組在負(fù)荷快速變化時各子系統(tǒng)間的動態(tài)平衡。由于BIR的動作特性需要經(jīng)過大量的實(shí)際試驗(yàn)才能精確確定，而且機(jī)組運(yùn)行エ況變化吋，BIR補(bǔ)償作用的快慢、強(qiáng)弱 也必須隨之改變。從第一批投產(chǎn)的超(超)臨界鍋爐的運(yùn)行控制情況看，由于國內(nèi)超(超)臨界機(jī)組普遍存在基建時間偏短、試運(yùn)行試驗(yàn)安排少的實(shí)際情況，相當(dāng)多的超(超)臨界機(jī)組的BIR功能都未能仔細(xì)地進(jìn)行試驗(yàn)和整定，并沒有起到原設(shè)計(jì)的效果。也有ー些電廠在投產(chǎn)后陸續(xù)對BIR環(huán)節(jié)進(jìn)行了調(diào)整，并在機(jī)組參與AGC和一次調(diào)頻時起到了較好的作用[1] [4]。實(shí)踐證明，BIR設(shè)計(jì)思想是ー種充分適合直流鍋爐單元機(jī)組特點(diǎn)的控制策略。即使是對歐洲廠商的超臨界鍋爐控制策略設(shè)計(jì)，BIR也是ー種能夠進(jìn)ー步改進(jìn)其AGC和一次調(diào)頻性能的有效方法。但前提也是必須設(shè)法提高BIR對不同調(diào)節(jié)回路和エ況變化時的補(bǔ)償精準(zhǔn)度。隨著國內(nèi)區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)一歩推行“兩個細(xì)則”，對火力發(fā)電機(jī)組的控制性能和控制品質(zhì)提出了更高的要求，電網(wǎng)AGC的需求特性和機(jī)組側(cè)響應(yīng)能力間的矛盾也就變得更加突出。而高參數(shù)、大容量的超臨界機(jī)組在參與AGC和一次調(diào)頻時，既要滿足電網(wǎng)快速響應(yīng)的要求，又要同時兼顧其自身的運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定和金屬材料等方面的允許裕度。因此，本發(fā)明申請人在所承擔(dān)的上海市技術(shù)引進(jìn)與創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目中，針對目前國內(nèi)超臨界機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際需求，提出了一種采用自適應(yīng)校正來提高超臨界鍋爐模擬量控制系統(tǒng)中的鍋爐動態(tài)加速前饋補(bǔ)償精準(zhǔn)度的優(yōu)化控制方法。參考資料[I]王遠(yuǎn)平，傅望安，時標(biāo)，王利國.華能玉環(huán)電廠4X 1000MW超超臨界機(jī)組燃水比控制策略[J]·電カ設(shè)備，2008，9 (I) :8-12. [2]趙松烈.三期機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改進(jìn)[C] //全國火電600MWe級機(jī)組能效對標(biāo)及競賽第十四屆年會論文集450-457，中國電カ企業(yè)聯(lián)合會，2010.昆明.[3]張傳勝· 1000MW超超臨界機(jī)組自動控制系統(tǒng)研究與分析[J]·華電技術(shù)，2008，30(7) 1-5.[4]張秋生，梁華，胡曉花，李生光，劉瀟.超超臨界機(jī)組的兩種典型協(xié)調(diào)控制方案[J]中國電力，2011,44(10) 74-79
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對目前電網(wǎng)對超臨界機(jī)組參加AGC自動和一次調(diào)頻的高性能要求，提出了一種具備自適應(yīng)校正能力的鍋爐動態(tài)加速前饋回路BLR的實(shí)現(xiàn)方法。在超臨界鍋爐模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的機(jī)組主控(I)接受中調(diào)指令(51)并經(jīng)邏輯處理后形成機(jī)組指令信號(11);而汽機(jī)主控(10)和鍋爐主控(2)分別調(diào)節(jié)機(jī)組的功率(50)和機(jī)前壓カ(52);同時，鍋爐主控(2)還將輸出鍋爐給水調(diào)節(jié)回路(12)、鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路
(14)、鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路(15)的并行控制指令；其中鍋爐給水調(diào)節(jié)回路(12)直接接受鍋爐 主控⑵的控制指令，并經(jīng)過水燃比⑶和中間點(diǎn)溫度校正(4)，以及氧量校正(5)和風(fēng)煤交叉連鎖(13)分別形成鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路(14)和鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路(15)的控制指令；鍋爐出口過熱主汽溫調(diào)節(jié)器出)、噴水減溫調(diào)節(jié)器(16)為ー串級調(diào)節(jié)回路；在鍋爐給水調(diào)節(jié)回路(12)、鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路(14)、鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路(15)和噴水減溫調(diào)節(jié)器(16)中分別設(shè)計(jì)有鍋爐動態(tài)加速前饋(7)以加快鍋爐在變負(fù)荷エ況的響應(yīng)能力以及對各調(diào)節(jié)回路之間的動態(tài)特性差異進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明在上面所述的鍋爐動態(tài)加速前饋(7)模塊中増加了ー個自適應(yīng)校正模塊8，該模塊可對鍋爐動態(tài)加速前饋(7)的増益校正系數(shù)(81)和速率校正系數(shù)(82)進(jìn)行在線自適應(yīng)調(diào)整，具體是按以下方法步驟實(shí)現(xiàn)的步驟(I).自適應(yīng)校正模塊(8)設(shè)計(jì)為根據(jù)機(jī)組指令信號(11)實(shí)現(xiàn)對鍋爐動態(tài)加速前饋(7)増益校正系數(shù)(81)的負(fù)荷非線性修正；步驟(2).自適應(yīng)校正模塊⑶設(shè)計(jì)為根據(jù)鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差(67)及其變化率(75)、以及鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差(67)及其變化率(75)與機(jī)組負(fù)荷偏差(66)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)對鍋爐動態(tài)加速前饋(7)増益校正系數(shù)(81)的修正，井根據(jù)鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差(67)對增益校正系數(shù)(81)進(jìn)行限幅；這里，鍋爐特征點(diǎn)溫度(53)可以取為超臨界鍋爐中間點(diǎn)溫度，或者取為鍋爐過熱器出口蒸汽溫度；在二次再熱鍋爐中，還能取為鍋爐一或二次再熱器的出口蒸汽溫度；或者將所述的鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差￠7)設(shè)計(jì)為前述各溫度偏差的函數(shù)，如鍋爐中間點(diǎn)溫度偏差、過熱器出ロ蒸汽溫度偏差以及再熱器出ロ蒸汽溫度偏差的ー個線性加權(quán)函數(shù)。當(dāng)分散控制系統(tǒng)DCS可以實(shí)時計(jì)算水和水蒸汽焓值吋，上述鍋爐特征點(diǎn)溫度(53)信號也能以鍋爐相應(yīng)受熱面進(jìn)出口焓差信號代替，如取為鍋爐蒸發(fā)受熱面進(jìn)出口焓差；或者所述的鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差(67)也能夠設(shè)計(jì)為鍋爐蒸發(fā)受熱面進(jìn)出口焓差及過熱受熱面進(jìn)出ロ焓差、一、二次再熱器進(jìn)出ロ焓差與對應(yīng)設(shè)定值之間偏差的線性加權(quán)函數(shù)，采用焓差信號能夠進(jìn)ー步適應(yīng)超臨界鍋爐變壓運(yùn)行的特點(diǎn)。步驟(3).自適應(yīng)校正模塊(8)設(shè)計(jì)為根據(jù)機(jī)前壓カ偏差￠0)及其變化率(70)、以及機(jī)前壓カ偏差￠0)及其變化率(70)與機(jī)組負(fù)荷偏差￠6)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)對鍋爐動態(tài)加速前饋(7)速率校正系數(shù)(82)的修正。鍋爐動態(tài)加速前饋(7)和自適應(yīng)校正模塊⑶可全部由分散控制系統(tǒng)DCS的標(biāo)準(zhǔn)控制算法組態(tài)生成，并以宏模塊形式應(yīng)用于各個調(diào)節(jié)回路和加、減負(fù)荷的不同運(yùn)行模式；每個調(diào)節(jié)回路或不同運(yùn)行模式中的鍋爐動態(tài)加速前饋(7)和自適應(yīng)校正模塊(8)的算法參數(shù)均可分別進(jìn)行調(diào)整。自適應(yīng)校正模塊⑶還可以采用C語言編程，并作為分散控制系統(tǒng)DCS的擴(kuò)充算法模塊運(yùn)行于分散控制系統(tǒng)DCS的過程控制器或人機(jī)接ロ站，該算法模塊除與鍋爐動態(tài)加速前饋模塊7之間具有雙向數(shù)據(jù)接ロ之外，還包括ー個可在分散控制系統(tǒng)DCS人機(jī)接ロ站運(yùn)行的調(diào)整界面，以完成每個調(diào)節(jié)回路或不同機(jī)組運(yùn)行模式下擴(kuò)充算法模塊的參數(shù)在線調(diào)整。同時還要指出的是，上述方法同樣也能設(shè)計(jì)用于亞臨界汽包鍋爐控制系統(tǒng)的鍋爐動態(tài)加速前饋(7)的在線校正；在應(yīng)用于亞臨界汽包鍋爐控制系統(tǒng)的鍋爐動態(tài)加速前饋
(7)時，步驟(2)所述的鍋爐特征點(diǎn)溫度(53)取為鍋爐過熱器出口蒸汽溫度；并且步驟(3)所述的機(jī)前壓カ(52)還能以汽包壓力代之。本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有的技術(shù)相比，設(shè)計(jì)采用了鍋爐動態(tài)加速前饋BLR的自適應(yīng)補(bǔ)償，考慮了各個調(diào)節(jié)回路在運(yùn)行エ況變化和不同的運(yùn)行模式下對鍋爐動態(tài)加速前饋功能的即時修正，從而提高了鍋爐動態(tài)加速前饋的補(bǔ)償精準(zhǔn)度，有效地提高了超臨界鍋爐的動態(tài)響應(yīng)特性和控制參數(shù)的穩(wěn)定性。


附圖I是應(yīng)用本發(fā)明方法的控制功能方框圖；附圖2是本發(fā)明的BIR功能控制作用示意圖；附圖3是應(yīng)用本發(fā)明方法組態(tài)實(shí)現(xiàn)的控制邏輯實(shí)例圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖I 圖3來對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施并給出了具體的實(shí)施方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。某電廠1000麗超超臨界火力發(fā)電機(jī)組鍋爐采用的是上海鍋爐廠有限公司引進(jìn)Alstom技術(shù)設(shè)計(jì)制造的超超臨界參數(shù)燃煤塔式直流鍋爐，汽輪機(jī)為上汽西門子公司生產(chǎn)的超超臨界一次中間再熱凝汽式汽輪機(jī)，単元機(jī)組分散控制系統(tǒng)DCS采用了美國艾默生公司的Ovation系統(tǒng)。現(xiàn)采用本發(fā)明方法在Ovation系統(tǒng)中對原Alstom典型設(shè)計(jì)的燃煤超超臨界鍋爐控制策略的鍋爐燃燒、給水、汽溫等控制邏輯進(jìn)行了優(yōu)化修改，分別增加了鍋爐動態(tài)加速前饋信號BLR以改善機(jī)組對電網(wǎng)AGC和一次調(diào)頻的響應(yīng)能力(附圖I)，其控制作用見附圖2。同吋，BLR信號采用了本發(fā)明提出的自適應(yīng)校正方法以獲得更為精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)效果(本實(shí)施例的DCS控制邏輯見附圖3)，可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的機(jī)組負(fù)荷、機(jī)前壓カ和中間點(diǎn)溫度變化和不同調(diào)節(jié)回路和不同運(yùn)行模式下的鍋爐被控對象的靜動態(tài)特性差異，即時調(diào)整各個BLR信號的幅度和速率，以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的動態(tài)補(bǔ)償。在本實(shí)施例中，鍋爐動態(tài)加速前饋7和自適應(yīng)校正模塊8全部由Ovation系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控制算法組態(tài)生成，并以宏模塊形式應(yīng)用于各個調(diào)節(jié)回路和加、減負(fù)荷的不同運(yùn)行模式；每個調(diào)節(jié)回路或不同運(yùn)行模式中的鍋爐動態(tài)加速前饋BLR和自適應(yīng)校正模塊的算法參數(shù)均可分別進(jìn)行調(diào)整。超超臨界鍋爐模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的機(jī)組主控I接受中調(diào)指令LDC并經(jīng)邏輯處理后形成機(jī)組指令信號ULD ;而汽機(jī)主控10和鍋爐主控2分別調(diào)節(jié)機(jī)組的功率NT和機(jī)前壓カPT ；汽機(jī)主控10的控制指令將輸出至汽機(jī)控制系統(tǒng)9 ;同時，鍋爐主控2還將輸出鍋爐給水調(diào)節(jié)回路12、鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路14、鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路15的并行控制指令；其中鍋爐給水調(diào)節(jié)回路12直接接受鍋爐主控2的控制指令，并經(jīng)過水燃比3和中間點(diǎn)溫度校正4，以及氧量校正5和風(fēng)煤交叉連鎖13分別形成鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路14和鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路15的控制指令。而鍋爐出ロ過熱主汽溫調(diào)節(jié)器6和噴水減溫調(diào)節(jié)器16為ー串級調(diào)節(jié)回路。在鍋爐給水調(diào)節(jié)回路12、鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路14、鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路15和過熱汽溫串級調(diào)節(jié)回路16中分別設(shè)計(jì)有鍋爐動態(tài)加速前饋模塊7以加快鍋爐在變負(fù)荷エ況的響應(yīng)能力以及對相互之間的動態(tài)特性差異進(jìn)行補(bǔ)償。鍋爐動態(tài)加速前饋模塊7在穩(wěn)態(tài)時不起作用，當(dāng)中調(diào)指令50對機(jī)組的指令發(fā)生變化時，其與機(jī)組指令11的偏差A(yù)D和機(jī)組指令11的微分 信號24都會出現(xiàn)變化，這時機(jī)組變負(fù)荷邏輯中的算法41、42、43、44、47會激活BIR功能，即切換算法27將被BIR邏輯輸出48切換至微分算法24的輸出，其與偏差Λ D算法23的非線性輸出25的乘積26輸入到BIR動作形成算法増益非線性函數(shù)31、增益單向限幅32、33、速率非線性函數(shù)34、増益校正35、速率校正36和速率算法37，其動作原理見附圖2。在本實(shí)施例中，該BLR模塊作為DCS宏模塊分別組態(tài)于不同的調(diào)節(jié)回路中，而不同的BLR的輸出將作為動態(tài)前饋?zhàn)饔糜诮o水調(diào)節(jié)回路12、燃料調(diào)節(jié)回路14、風(fēng)量調(diào)節(jié)回路15和主汽溫串級調(diào)節(jié)回路16。采用本發(fā)明的方法在鍋爐動態(tài)加速前饋模塊7中設(shè)計(jì)了ー個自適應(yīng)校正模塊8，該模塊可對鍋爐動態(tài)加速前饋7的増益校正系數(shù)G和速率校正系數(shù)V進(jìn)行在線自適應(yīng)調(diào)整，具體是按以下方法步驟實(shí)現(xiàn)的步驟(I).鍋爐動態(tài)加速前饋模塊7的増益校正系數(shù)G可由自適應(yīng)校正模塊8根據(jù)機(jī)組指令信號11實(shí)時進(jìn)行負(fù)荷的非線性修正73 ；步驟(2).鍋爐動態(tài)加速前饋信號模塊7的増益校正系數(shù)G可由自適應(yīng)校正模塊8根據(jù)鍋爐中間點(diǎn)溫度偏差67(即設(shè)定的中間點(diǎn)溫度限值63和實(shí)際中間點(diǎn)溫度53之差Δ TM)及其變化率75，以及鍋爐中間點(diǎn)溫度偏差67與機(jī)組負(fù)荷偏差66 (即機(jī)組指令11和實(shí)發(fā)功率51之差ΛΝΤ)的比率74實(shí)時進(jìn)行汽溫的非対稱修正77，即根據(jù)dΛ TM/dt和ΛΝΤ/Δ TM的變化方向和變化速率改變增益校正系數(shù)G ；步驟(3).鍋爐動態(tài)加速前饋模塊7的増益校正系數(shù)G可由自適應(yīng)校正模塊8根據(jù)鍋爐中間點(diǎn)溫度偏差67的非線性函數(shù)78進(jìn)行汽溫限幅，即當(dāng)中間點(diǎn)溫度超過限值吋，小選算法79將限制步驟(2)的增益汽溫修正77朝可能導(dǎo)致中間點(diǎn)溫度想繼續(xù)越限的方向變化，并與步驟(I)的負(fù)荷非線性修正73的乘積80形成増益校正系數(shù)G的輸出81，即在本實(shí)施例中G = min ((d Λ TM/dt X Δ NT) / Δ TM土 Λ TM)，f ( Λ TM)) X f (ULD) 步驟(4).鍋爐動態(tài)加速前饋模塊7的速率校正系數(shù)V可由自適應(yīng)校正模塊8根據(jù)機(jī)前壓カ偏差60 (即機(jī)前壓カ定值62與實(shí)際機(jī)前壓カ52之差Λ PT)及其變化率70，以及機(jī)前壓カ偏差60與機(jī)組負(fù)荷偏差66的比率68實(shí)時進(jìn)行汽壓的非対稱修正71、72，該功能將根據(jù)d Δ PT/dt和Λ NT/ Δ PT的變化方向和變化率改變速率校正系數(shù)V，在本實(shí)施例中V = (d Λ PT/dt X Λ NT) / Λ PT 土 Λ PT根據(jù)上述步驟實(shí)時計(jì)算出的増益校正系數(shù)81和速率校正系數(shù)82將分別輸出到BLR宏算法模塊的加法器35、36，完成對應(yīng)BIR的自適應(yīng)校正。
權(quán)利要求
1.一種超臨界鍋爐動態(tài)加速前饋的自適應(yīng)校正方法，其中，超臨界鍋爐模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的機(jī)組主控(I)接受中調(diào)指令(51)并經(jīng)邏輯處理后形成機(jī)組指令信號(11);而汽機(jī)主控(10)和鍋爐主控(2)分別調(diào)節(jié)機(jī)組的功率(50)和機(jī)前壓力(52);同時，鍋爐主控(2)還將輸出鍋爐給水調(diào)節(jié)回路(12)、鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路(14)、鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路(15)的并行控制指令；其中鍋爐給水調(diào)節(jié)回路(12)直接接受鍋爐主控(2)的控制指令，并經(jīng)過水燃比(3)和中間點(diǎn)溫度校正(4)，以及氧量校正(5)和風(fēng)煤交叉連鎖(13)分別形成鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路(14)和鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路(15)的控制指令；鍋爐出口過熱主汽溫調(diào)節(jié)器￠)、噴水減溫調(diào)節(jié)器(16)為一串級調(diào)節(jié)回路；在鍋爐給水調(diào)節(jié)回路(12)、鍋爐燃料調(diào)節(jié)回路(14)、鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)回路(15)和噴水減溫調(diào)節(jié)器(16)中分別設(shè)計(jì)有鍋爐動態(tài)加速前饋(7)以加快鍋爐在變負(fù)荷工況的響應(yīng)能力以及對各調(diào)節(jié)回路之間的動態(tài)特性差異進(jìn)行補(bǔ)償，其特征在于所述的鍋爐動態(tài)加速前饋(7)還包括一個自適應(yīng)校正模塊(8)，以實(shí)現(xiàn)對鍋爐動態(tài)加速前饋(7)的增益校正系數(shù)(81)和速率校正系數(shù)(82)的在線自適應(yīng)控制，具體是按以下方法和步驟實(shí)現(xiàn)的 步驟(I).自適應(yīng)校正模塊(8)設(shè)計(jì)為根據(jù)機(jī)組指令信號(11)實(shí)現(xiàn)對鍋爐動態(tài)加速前饋(7)增益校正系數(shù)(81)的負(fù)荷非線性修正； 步驟(2).自適應(yīng)校正模塊(8)設(shè)計(jì)為根據(jù)鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差￠7)及其變化率(75)、以及鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差(67)及其變化率(75)與機(jī)組負(fù)荷偏差(66)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)對鍋爐動態(tài)加速前饋(7)增益校正系數(shù)(81)的修正，并根據(jù)鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差(67)對增益校正系數(shù)(81)進(jìn)行限幅； 步驟(3).自適應(yīng)校正模塊(8)設(shè)計(jì)為根據(jù)機(jī)前壓力偏差￠0)及其變化率(70)、以及機(jī)前壓力偏差出0)及其變化率(70)與機(jī)組負(fù)荷偏差￠6)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)對鍋爐動態(tài)加速前饋(7)速率校正系數(shù)(82)的修正。
2.如權(quán)利要求I所述的一種超臨界鍋爐動態(tài)加速前饋的自適應(yīng)校正方法，其特征在于所述鍋爐動態(tài)加速前饋(7)和自適應(yīng)校正模塊(8)均由分散控制系統(tǒng)DCS標(biāo)準(zhǔn)控制算法組態(tài)生成，并以宏模塊形式分別應(yīng)用于各個調(diào)節(jié)回路和加、減負(fù)荷的不同運(yùn)行模式；每個調(diào)節(jié)回路或不同運(yùn)行模式中的鍋爐動態(tài)加速前饋(7)和自適應(yīng)校正模塊(8)的算法參數(shù)均能分別進(jìn)行在線調(diào)整。
3.如權(quán)利要求I所述的一種超臨界鍋爐動態(tài)加速前饋的自適應(yīng)校正方法，其特征在于所述的鍋爐動態(tài)加速前饋(7)由分散控制系統(tǒng)DCS的標(biāo)準(zhǔn)控制算法模塊組態(tài)生成，并以宏模塊形式用于不同的調(diào)節(jié)回路或不同運(yùn)行模式；自適應(yīng)校正模塊(8)則采用C語言編程，并作為分散控制系統(tǒng)DCS的擴(kuò)充算法模塊運(yùn)行于分散控制系統(tǒng)DCS的過程控制器或人機(jī)接口站，該擴(kuò)充算法模塊除與對應(yīng)的鍋爐動態(tài)加速前饋(7)之間具有雙向數(shù)據(jù)接口之外，還包括一個能在分散控制系統(tǒng)DCS人機(jī)接口站運(yùn)行的調(diào)整界面，以完成每個調(diào)節(jié)回路或不同運(yùn)行模式下擴(kuò)充算法模塊的參數(shù)在線整定。
4.如權(quán)利要求I所述的一種超臨界鍋爐動態(tài)加速前饋的自適應(yīng)校正方法，其特征在于所述的鍋爐特征點(diǎn)溫度(53)為超臨界鍋爐中間點(diǎn)溫度，或者為鍋爐過熱器出口蒸汽溫度，或者為鍋爐一、二次再熱器出口蒸汽溫度；或所述的鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差￠7)設(shè)計(jì)為前述各溫度偏差的函數(shù)。
5.如權(quán)利要求I所述的一種超臨界鍋爐動態(tài)加速前饋的自適應(yīng)校正方法，其特征在于所述的鍋爐特征點(diǎn)溫度(53)也能以鍋爐蒸發(fā)受熱面進(jìn)出口焓差信號代替；或者所述的鍋爐特征點(diǎn)溫度偏差￠7)也能夠以鍋爐蒸發(fā)受熱面進(jìn)出口焓差、過熱受熱面進(jìn)出口焓差，以及一、二次再熱器進(jìn)出口焓差與對應(yīng)設(shè)定值之間偏差的函數(shù)代之。
6.如權(quán)利要求I所述的一種超臨界鍋爐動態(tài)加速前饋的自適應(yīng)校正方法，其特征在于所述的自適應(yīng)校正模塊(8)也能設(shè)計(jì)用于亞臨界汽包鍋爐控制系統(tǒng)的鍋爐動態(tài)加速前饋⑵的在線校正；步驟⑵所述的鍋爐特征點(diǎn)溫度(53)取為鍋爐過熱器出口蒸汽溫度；并且步驟(3)所述的機(jī)前壓力(52)也能以汽包壓力代之。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超臨界鍋爐動態(tài)加速前饋信號的自適應(yīng)校正方法。該方法可根據(jù)即時負(fù)荷偏差大小、溫度隨負(fù)荷和時間的變化率以及壓力隨負(fù)荷和時間的變化率，對超臨界鍋爐變負(fù)荷過程中的鍋爐動態(tài)加速前饋信號進(jìn)行智能自適應(yīng)調(diào)整，同時根據(jù)中間點(diǎn)溫度的安全裕量對其進(jìn)行限幅，從而有效地提高了動態(tài)加速前饋信號補(bǔ)償精準(zhǔn)度，避免了過補(bǔ)償及鍋爐超溫現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號F22B35/00GK102679314SQ20121018094
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者丁怡若, 葉敏, 吳乃新, 許曉鳴 申請人:上海迪吉特控制系統(tǒng)有限公司