基于主汽压力修正流化风量的控制系统及控制方法与流程

1.本发明属于自动控制领域，具体涉及基于主汽压力修正流化风量的控制系统及控制方法。


背景技术：

2.由于超临界循环流化床机组具有大惯性，大延迟且调节参数耦合性较强的特点，故设计一套完善的风量控制策略是超临界循环流化床机组的重中之重，随着电网agc(是调节不同发电厂的多个发电机有功输出以响应负荷的变化的系统)自动发电控制系统的不断发展，在电网侧功率指令发生变化时，机组的汽轮机调门迅速波动以快速响应电网负荷，同时锅炉通过加强燃烧产生更多的蒸汽流量来满足汽轮机门前主汽压力，保证机组较高的经济效益。
3.常规机组的风量控制是根据风煤比的策略实现一次流化风量控制，但由于循环流化床锅炉燃烧煤种适应性广且煤质变化较大，完全依靠风煤比的控制策略不能满足协调变负荷锅炉主要参数的调节品质，会造成机组变负荷过程中主汽压力超压、欠压，机组处于稳态工况主汽压力仍有较大的静态偏差，不仅影响了机组的经济效益，同时降低了机组重要参数的调节品质。


技术实现要素：

4.本发明提供了基于主汽压力修正流化风量的控制系统及控制方法，完善优化了控制策略克服了现有技术存在的不足。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：基于主汽压力修正流化风量的控制系统，包括变送器设定单元pt1、变送器测量单元pt2、变送器设定单元pt3和减法器单元m1，所述变送器设定值单元pt1和变送器测量单元pt2的输出端与减法器单元m1的输入端相连，所述减法器单元m1的输出端连接有两条分支线路；所述分支线路包括第一分支线路和第二分支线路，所述第一分支线路上依次接有第一函数发生器m2和惯性滞后单元m3，所述第二分支线路上依次接有微分单元m4、第二函数发生器m5、切换单元m6和速率发生器m8，所述惯性滞后单元m3和速率发生器m8的输出端均与第一加法器m9的输入端连接，所述第一加法器m9的输出端和第二加法器m10的输入端i13连接，所述变送器设定单元pt3的输出端和第二加法器m10的输入端i12连接，所述第二加法器m10的输出端连接一次流化风量设定指令。
6.所述切换单元m6的输入端i9上接有设定值模块m7，所述设定值模块m7用于将定值r=0输入切换单元m6。
7.所述切换单元m6的选择端上连接有压力偏差变化率越限条件动作。
8.一种所述的基于主汽压力修正流化风量的控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：s1：通过变送器设定值单元pt1和变送器测量单元pt2获取数据并进行预处理，得
到偏差值o1；s2：减法单元m1将所述偏差值o1输入至第一函数发生器m2进行数据处理，得出一次流化风量的基准前馈值o2；s3：减法单元m1同时将所述偏差值o1输入至微分单元m4进行数据处理，再输入至第二函数发生器m5，得出一次流化风量的动态前馈值i8，步骤s3与步骤s2同时作功；s4：基准前馈值o2进入滞后单元m3，滞后单元m3使基准前馈值o2缓慢变化，减小对系统产生的扰动后，输出惯性后值o3；s5：动态前馈值i8和设定值m7输出的定值0进入切换单元m6，所述切换单元m6根据压力偏差变化率越限条件判断，具体选择动态前馈值i8作功或定值0作功；s6：切换单元m6的输出值经过速率发生器m8，使得在切换过程中将所述切换单元m6的输出值以一定的速率平滑过渡，得到速率平滑值o8；s7：步骤s3中的惯性后值o3和步骤s5中的速率平滑值o8输入至加法器单元m9中进行数据处理，得出最终前馈定值o9；s8：一次流化风量设定曲线变送器pt3的输出值和最终前馈定值o9两者共同作用得到最终一次流化风量指令。
9.步骤s2中偏差值o1作为分段函数fx横坐标x的值，所述基准前馈值o2为输出相应的纵坐标y值；第一函数发生器m2中，横坐标x和纵坐标y的函数关系情况如表1：表1 第一函数发生器m2 函数关系变化情况压力偏差值o1（mpa）-2-1-0.30.312基准前馈值o2(knm3
·
h-1)-30-15001530步骤s3中偏差值o1转换为自动控制原理的微分作用进行数据处理后，作为分段函数fx横坐标x的值，所述动态前馈值i8为输出相应的纵坐标y值；第二函数发生器m5中，横坐标x和纵坐标y的函数关系情况如表2：表2 第二函数发生器m5 函数关系变化情况步骤s5中所述切换单元m6的输出值由压力偏差变化率越限条件动作决定；当压力偏差变化率越限条件动作为1时，切换单元m6选择动态前馈值i8为输出值，否则选择定值0为输出值。
10.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明解决了协调变负荷过程中机组重要参数调节品质差和主汽压力与压力设定值偏差大，中间点过热度波动大的技术问题，其控制原理是一次流化风量随主汽压力偏差同步按比例增减的控制思路；在负荷指令对应的风量曲线的基础上，通过叠加压力偏差拟合的一次流化风量曲线，同时再引入压力偏差变化率拟合的一次流化风量曲线，在负荷升降过程中更加快速智能的利用循环流化床锅炉的蓄热，达到提高机组响应负荷的能力，
同时有效保证了机组重要参数保持在安全稳定的范围内，使机组安全稳定运行。
附图说明
11.下面结合附图对本发明做进一步的说明。
12.图1为本发明控制系统的电路图；图2为本发明控制方法的流程图。
具体实施方式
13.如图1-图2所示，基于主汽压力修正流化风量的控制系统，包括变送器设定单元pt1、变送器测量单元pt2、变送器设定单元pt3和减法器单元m1，所述变送器设定值单元pt1和变送器测量单元pt2的输出端与减法器单元m1的输入端相连，所述减法器单元m1的输出端连接有两条分支线路；所述分支线路包括第一分支线路和第二分支线路，所述第一分支线路上依次接有第一函数发生器m2和惯性滞后单元m3，所述第二分支线路上依次接有微分单元m4、第二函数发生器m5、切换单元m6和速率发生器m8，所述惯性滞后单元m3和速率发生器m8的输出端均与第一加法器m9的输入端连接，所述第一加法器m9的输出端和第二加法器m10的输入端i13连接，所述变送器设定单元pt3的输出端和第二加法器m10的输入端i12连接，所述第二加法器m10的输出端连接一次流化风量设定指令。
14.优选的，所述切换单元m6的输入端i9上接有设定值模块m7，所述设定值模块m7用于将定值r=0输入切换单元m6。
15.优选的，所述切换单元m6的选择端上连接有压力偏差变化率越限条件动作。
16.一种所述的基于主汽压力修正流化风量的控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：s1：通过变送器设定值单元pt1和变送器测量单元pt2获取数据并进行预处理，得到偏差值o1；s2：减法单元m1将所述偏差值o1输入至第一函数发生器m2（分段函数）进行数据处理，作为分段函数fx横坐标x的值，所述基准前馈值o2为输出相应的纵坐标y值；第一函数发生器m2中，横坐标x和纵坐标y的函数关系情况如表1：表1 第一函数发生器m2 函数关系变化情况s3：减法单元m1同时将所述偏差值o1输入至微分单元m4，转换为自动控制原理的微分作用进行数据处理后，进入第二函数发生器m5作为分段函数fx横坐标x的值，输出相应的纵坐标y值为动态前馈值i8；步骤s3与步骤s2同时作功；第二函数发生器m5中，横坐标x和纵坐标y的函数关系情况如表2：
表2 第二函数发生器m5 函数关系变化情况压力偏差变化率（mpa/min）-0.3-0.2-0.150.150.20.3动态前馈值i8(knm3
·
h-1)-20-10001020s4：基准前馈值o2进入滞后单元m3，滞后单元m3使基准前馈值o2缓慢变化，减小对系统产生的扰动后，输出惯性后值o3；s5：动态前馈值i8和设定值m7输出的定值0进入切换单元m6，所述切换单元m6根据压力偏差变化率越限条件动作判断其输出值，当压力偏差变化率越限条件动作为1时，切换单元m6选择动态前馈值i8为输出值，否则选择定值0为输出值。
17.s6：切换单元m6的输出值经过速率发生器m8，使得在切换过程中将所述切换单元m6的输出值以一定的速率平滑过渡，得到速率平滑值o8；s7：步骤s3中的惯性后值o3和步骤s5中的速率平滑值o8输入至加法器单元m9中进行数据处理，得出最终前馈定值o9；s8：一次流化风量设定曲线变送器pt3的输出值和最终前馈定值o9两者共同作用得到最终一次流化风量指令。
18.本发明基于负荷—风量控制策略的前提下，通过引入主汽压力偏差控制和主汽压力偏差变化率控制，将主汽压力和压力设定值偏差直接接入一次流化风量控制回路中，采用前馈压力偏差的大小按一定比例瞬时加大或减小一次流化风量的供给，使一次流化风量随锅炉负荷相匹配，保证锅炉物料处于高速流化状态，稳态过程压力偏差的变化率作用可及时增减一次流化风量，更好地稳定机组主汽压力、过热度、主汽温度等主要参数，更好地解决负荷响应过程中主汽压力不足或响应过量、静态偏差大的问题，从而增强机组协调变负荷的能力。可靠保证机组的安全稳定运行。
19.上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。