燃煤鏈條鍋爐控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)鍋爐燃燒控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種燃煤鏈條鍋爐控制系統(tǒng)及其 控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，燃煤鏈條鍋爐在鍋爐行業(yè)中保持著主導(dǎo)地位，占所有鍋爐總量的2/3以上。 近幾年國內(nèi)工業(yè)鍋爐設(shè)計和制造技術(shù)得到很大的發(fā)展和提高，尤其在受壓部件的設(shè)計和制 造上有較大發(fā)展，但是，在燃燒技術(shù)、配套輔機(jī)和整體水平方面還存在一些問題，這些問題 使得鍋爐運行壓力往往較低，一般僅為鍋爐額定工作壓力的50%左右，鍋爐經(jīng)常處于低負(fù) 荷運行，實際運行效率一般比鍋爐額定效率低5%~10%以上?，F(xiàn)有的鍋爐在使用運行中 的主要問題是容量過小或負(fù)荷不匹配，鍋爐燃燒技術(shù)水平較低，導(dǎo)致最終的燃燒效率不高。
[0003] 工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)要完成的任務(wù)主要有：①主汽流量要適應(yīng)負(fù)荷的變化；②汽包 壓力保持在一定的范圍內(nèi)；③爐膛保持一定的負(fù)壓；④汽包水位保持在一定的范圍內(nèi)。對 于鍋爐燃燒過程來說，主要完成兩個任務(wù)：①通過調(diào)節(jié)引風(fēng)轉(zhuǎn)速的爐膛負(fù)壓控制回路來維 持爐膛負(fù)壓恒定；②通過調(diào)節(jié)爐排轉(zhuǎn)速、給煤轉(zhuǎn)速與鼓風(fēng)轉(zhuǎn)速的汽包壓力控制回路來控制 汽包壓力恒定。
[0004] 當(dāng)前的工業(yè)鍋爐，尤其是35t/h以下的工業(yè)鍋爐，其控制方案通常都采用手動控 制方式或PID控制方式，但對于工況變化劇烈的燃燒過程來說，這類控制方案無法實現(xiàn)很 好的控制。雖然PID控制方式在工業(yè)鍋爐燃燒控制上得到了一定的應(yīng)用，但其難以兼顧靜 態(tài)特性與動態(tài)指標(biāo)，常由于超調(diào)過大、積分飽和、未能很好的實時匹配被控系統(tǒng)特性而導(dǎo)致 運行崩潰。因為汽包壓力調(diào)節(jié)過程具有時變性、滯后性、多變量耦合等難點，所以目前有許 多燃煤鏈條鍋爐的汽包壓力仍然采用的是手動控制方式。
[0005] 針對燃煤鏈條鍋爐，實現(xiàn)燃燒控制的主要被控參數(shù)包括汽包壓力、風(fēng)煤配比和爐 膛負(fù)壓等。燃煤鏈條鍋爐燃燒過程是一個具有大慣性、大時延、變參數(shù)的多輸入多輸出復(fù)雜 過程，PID控制方式無法為具有大慣性、大純時延和變參數(shù)的鍋爐燃燒過程提供高質(zhì)量的控 制。具體地，PID控制方式在燃煤鏈條鍋爐燃燒控制中主要存在兩類問題：①針對汽包壓 力的給定信號為階躍變化時，由于初始時刻汽包壓力的設(shè)定值與測量值偏差過大，往往會 造成汽包壓力較大的超調(diào)，出現(xiàn)控制的混亂，這將對鍋爐造成安全隱患；②沒有利用好微分 項，微分信號在控制過程中對噪聲的放大會干擾系統(tǒng)的控制過程，但由于微分對誤差的超 前控制又能很好的預(yù)測誤差，減小超調(diào)等，所以合理利用微分項也始終吸引著眾多研宄者 的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種燃煤鏈條鍋爐控制系統(tǒng)及其控制方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)手段如下：
[0008] 一種燃煤鏈條鍋爐控制系統(tǒng)，所述燃煤鏈條鍋爐包括爐排電機(jī)、引風(fēng)電機(jī)、鼓風(fēng)電 機(jī)、給煤電機(jī)和給水電機(jī)；所述控制系統(tǒng)包括：
[0009] 與所述爐排電機(jī)相連接的爐排變頻器；
[0010] 用于檢測初始時刻的實際汽包壓力測量值pv(o)、以及第k時刻的實際汽包壓力 測量值PV(k)的壓力檢測模塊，其中k表示順序、取值為1，2…，n ;
[0011] 與所述爐排變頻器和壓力檢測模塊相連接，并接收初始時刻的汽包壓力給定值 SV(0)，以及輸出第k時刻的頻率控制參數(shù)u(k)給爐排變頻器的下位機(jī)；所述下位機(jī)的工作 過程如下：
[0012] ①令 SVP(k) = SVP(k-l) = PV(0)、PVP(k) = PVP(k-l) = PV(0)、u(k) = u(k-l) =0, k從1取值至n ;其中：SVP(k)為第k時刻的汽包壓力給定值的位置分量，PVP(k)為第 k時刻的汽包壓力測量值的位置分量，SV P(k-l)為第k-1時刻的汽包壓力給定值的位置分 量，PVP(k-l)為第k-1時刻的汽包壓力測量值的位置分量，u(k)為第k時刻的頻率控制參 數(shù)，u(k-1)為第k-1時刻的頻率控制參數(shù)，k表示順序、取值為1，2…，n ;
[0013] ②獲得初始時刻的汽包壓力給定值SV (0)與第k時刻的汽包壓力測量值的位置分 量PVP(k)之間的偏差e(k);
[0014] ③對初始時刻的汽包壓力給定值SV (0)與第k時刻的汽包壓力測量值的位置分量 PVp(k)之間偏差的絕對值I e (k) I，與穩(wěn)態(tài)偏差限D(zhuǎn)L1、動態(tài)偏差限D(zhuǎn)L2進(jìn)行比較；
[0015] ④當(dāng)|e(k) I >DL2且e(k) >0時，控制所述爐排變頻器的閥位開到上限，即設(shè)定 第k時刻的頻率控制參數(shù)u(k) =u(k)_并輸出u(k)給所述爐排變頻器，其中u(k)_表示 閥位上限值，令k = k+1，返回②；
[0016] ⑤當(dāng)|e(k) | >DL2且e(k) <0時，控制所述爐排變頻器閥位開到下限，即設(shè)定第 k時刻的頻率控制參數(shù)u (k) = u (k)min并輸出u (k)給所述爐排變頻器，其中u (k) min表示閥 位下限值，令k = k+1，返回②；
[0017]⑥當(dāng)DL1 < |e(k) | <DL2,判斷|SVP(k)-PV(0) |是否小于0? 95X |SV(0)-PV(0)|， 是則執(zhí)行⑧，否則令SVP(k) = SVP(k-l) = PV(0)，令k = k+1，返回②；
[0018] ⑦當(dāng) |e(k) | < DL1 時，令 SVP(k) = SVP(k-l) = SV(0)，執(zhí)行⑨；
[0019] ⑧根據(jù)公式
【主權(quán)項】
1. 一種燃煤鏈條鍋爐控制系統(tǒng)，所述燃煤鏈條鍋爐包括爐排電機(jī)、引風(fēng)電機(jī)、鼓風(fēng)電 機(jī)、給煤電機(jī)和給水電機(jī)；其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括： 與所述爐排電機(jī)相連接的爐排變頻器； 用于檢測初始時刻的實際汽包壓力測量值PV(〇)、W及第k時刻的實際汽包壓力測量 值PV似的壓力檢測模塊，其中k表示順序、取值為1，2…，n; 與所述爐排變頻器和壓力檢測模塊相連接，并接收初始時刻的汽包壓力給定值SV(0)，W及輸出第k時刻的頻率控制參數(shù)u(k)給爐排變頻器的下位機(jī)；所述下位機(jī)的工作過程如 下： ① 令SVp化）=SVp化-1) =PV(0)、PVp化）=PVp化-1) =PV(0)、u〇〇=u化-1) =0，k從1取值至n;其中；SVp(k)為第k時刻的汽包壓力給定值的位置分量，PVp(k)為第k時 刻的汽包壓力測量值的位置分量，SVp化-1)為第k-1時刻的汽包壓力給定值的位置分量， PVp(k-l)為第k-1時刻的汽包壓力測量值的位置分量，U似為第k時刻的頻率控制參數(shù)， u(k-l)為第k-1時刻的頻率控制參數(shù)，k表示順序、取值為1，2…，n; ② 獲得初始時刻的汽包壓力給定值SV(0)與第k時刻的汽包壓力測量值的位置分量 PVp似之間的偏差e(k); ⑨對初始時刻的汽包壓力給定值SV(0)與第k時刻的汽包壓力測量值的位置分量PVp化）之間偏差的絕對值Ie化）I，與穩(wěn)態(tài)偏差限化1、動態(tài)偏差限D(zhuǎn)L2進(jìn)行比較； ④當(dāng)|e化）| >DL2且e(k) >0時，控制所述爐排變頻器