等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法技术方案

本发明专利技术公开一种等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，该方法将减温器后温度T

【技术实现步骤摘要】
等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法
本专利技术涉及一种等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，属于火力发电厂中减温水控制

技术介绍
火力发电厂锅炉主温温度一般采用喷水减温水控制方式减温控制，喷水减温主蒸汽温度控制示意图如图3所示，其中：T1：表征减温器后的温度，T2：表征蒸汽主控温度；主蒸汽温度调节基本过程如下：当蒸汽主控温度升高后，自动控制系统调节阀开度增加，喷水量增加。减温水与主蒸汽混合并向出口流动，蒸汽主控温度逐步下降，直到蒸汽主控温度满足要求。主汽温度控制系统的减温器后温度T1到主控温度信号T2之间的有较大温度差，一般变化范围从40～150℃不等。减温器后温度到主控温度信号之间的温度差越大，就越难控制。当温差大于100℃后，很多电厂就直接放弃投自动。因为，无论采用PID串级控制，还是超前微分PID控制，该自动都极易发生振荡现象。原因是：减温器后温度到主控温度信号之间的温度差越大，意味着这段管道越长，自动改变的喷水量在管道中累积效应就越大；喷水量转化为蒸汽后，对主汽压的影响就越大。当对主汽压的影响大到足以引起主汽压控制系统动作的时候(改变煤量)，主汽温控制系统与主汽压控制系统之间就形成了正向耦合作用；这种耦合作用，是主汽温控制系统喷水减温时，主汽压控系统几乎同步减煤，也起到减温作用，二者作用叠加，使得主汽温度控制系统发生激烈的振荡。对运行人员而言，投自动还不如不投自动。主汽温度控制系统发生激烈的振荡的关键问题就是自动控制系统过多地改变了喷水量。专利
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，提供一种能够正常投入自动的等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法。为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为：一种等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：将减温器后温度T1经过三阶微分计算得到减温器后温度的三阶微分值；计算主蒸汽温度T2与主蒸汽温度定值的偏差，得到主汽温偏差；计算减温器后温度升高1℃所需增加的焓值与主汽温升高1℃所需增加的焓值之比，得到惰性区传递函数的放大倍数；将主汽温偏差除以惰性区传递函数的放大倍数后与减温器后温度的三阶微分值求和得到等效于减温器后温度的虚拟对象；将等效于减温器后温度的虚拟对象输入PID控制器中对减温水调节阀开度进行调节。对上述技术方案的进一步设计为：将减温器后温度偏差值与等效于减温后温度的虚拟对象通过切换模块分别输入PID控制器中对减温水调节阀开度进行调节。所述减温器后温度的三阶微分计算通过第一减法模块和三个依次连接的超前滞后模块计算得到，所述减温器后温度分别输入第一减法模块正极端和三个依次连接的超前滞后模块中，超前滞后模块输出值输入第一减法模块负极端，第一减法模块输出值为减温器后温度的三阶微分计算结果。所述三个依次连接的超前滞后模块的超前时间均为0，滞后时间依次为t1、t2和t3。所述t1、t2和t3与三者的平均值的差值均不大于三者平均值的十分之一。所述主汽温偏差通过第二减法模块计算得到，主蒸汽温度和主蒸汽温度定值分别输入第二减法模块的正极端和负极端，第二减法模块的输出为主汽温偏差。所述惰性区传递函数的放大倍数通过两加法模块、四焓值计算模块、两减法模块和一除法模块计算得到；所述减温器后温度与常数1输入第一加法模块，主蒸汽温度与常数1输入第二加法模块，第一加法模块输出与减温器后压力输入第一焓值计算模块，减温器后温度与减温器后压力输入第二焓值计算模块，第二加法模块输出与主蒸汽压力输入第三焓值计算模块，主蒸汽温度与主蒸汽压力输入第四焓值计算模块；第一、第二焓值计算模块输出分别输入第三减法模块，第三、第四焓值计算模块输出分别输入第四减法模块，第三、第四减法模块的输出输入第一除法模块，第一除法模块输出为惰性区传递函数的放大倍数。所述等效于减温器后温度的虚拟对象通过第二除法模块和第三加法模块计算得到，所述第二减法模块输出与第一除法模块输出分别输入第二除法模块，第二除法模块的输出与第一减法模块输出输入第三加法模块，第三加法模块输出为等效于减温器后温度的虚拟对象。所述减温器后温度偏差值通过第五减法模块计算得到，减温器后温度与调试值分别输入第五减法模块，第五减法模块输出为减温器后温度偏差值。所述第五减法模块输出与第三加法模块输出分别输入一切换模块，该切换模块通过开关量常数模块进行控制，当开关量常数模块输出1时，切换模块输出第五减法模块的输出值到PID控制器，当开关量常数模块输出0时，切换模块输出第三加法模块的输出值到PID控制器。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果为：本专利技术通过设计等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统使得减温器后温度T1到主控温度信号T2之间有较大温度差的主汽温度控制系统能够正常投入自动。调试后的主汽温控制系统，具有较强的稳定性，温度波动较小。同时，也简化了主汽温控制系统的调试的过程，具有较好适用性。附图说明图1为本专利技术实施例的等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的示意图；图2为本专利技术实施例的等效于减温器后温度控制的主蒸汽温度控制系统示意图；图3为喷水减温主蒸汽温度控制示意图；图4为某厂减温后温度与主控温度间大温差系统的主汽温度控制系统扰动效果图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例如图1和图2所示，本实施例的等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计通过下述方法实现：1、将减温器后温度T1经过三阶微分计算得到减温器后温度的三阶微分值；减温器后温度T1一路直接传输到第一减法模块4的正极端，一路依次经第一超前滞后模块1、第二超前滞后模块2和第三超前滞后模块3传输到第一减法模块4的负极端，在第一减法模块4输出端实现三阶微分作用。三个超前滞后模块实现的是纯滞后功能，即超前时间为0，滞后时间常数分别为t1、t2和t3，t1、t2和t3与三者的平均值的差值均不大于三者平均值的十分之一。2、计算主蒸汽温度T2与主蒸汽温度定值的偏差，得到主汽温偏差；利用第一定值模块5发出的主蒸汽温度定值信号输入到第二减法模块6负极端，主蒸汽温度T2输入到第二减法模块6正极端，第二减法模块6输出为主汽温的偏差。3、计算减温器后温度升高1℃所需增加的焓值与主汽温升高1℃所需增加的焓值之比，得到惰性区传递函数的放大倍数k2；将第二定值模块输出的定值1与减温器后温度T1输入第一加法模块9，第三定值模块输出的定值1与主蒸汽温度T2输入第二加法模块14，则第一、第二加法模块的输出分别是比减温器后温度高1℃的数值和比主汽温度高1℃的数值；将第一加法模块9输出值与减温器后压力输入第一焓值计算模块10，减温器后温度与减温器后压力输入第二焓值计算模块11，第二加法模块14输出与主蒸汽压力输入第三焓值计算模块15，主蒸汽温度与主蒸汽压力输入第四焓值计算模块16，则四个焓值计算模块的输出分别是减温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：/n将减温器后温度T

【技术特征摘要】
1.一种等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：
将减温器后温度T1经过三阶微分计算得到减温器后温度的三阶微分值；
计算主蒸汽温度T2与主蒸汽温度定值的偏差，得到主汽温偏差；
计算减温器后温度升高1℃所需增加的焓值与主汽温升高1℃所需增加的焓值之比，得到惰性区传递函数的放大倍数；
将主汽温偏差除以惰性区传递函数的放大倍数后与减温器后温度的三阶微分值求和得到等效于减温器后温度的虚拟对象；
将等效于减温器后温度的虚拟对象输入PID控制器中对减温水调节阀开度进行调节。


2.根据权利要求1所述等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：将减温器后温度偏差值与等效于减温后温度的虚拟对象通过切换模块分别输入PID控制器中对减温水调节阀开度进行调节。


3.根据权利要求2所述等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：所述减温器后温度的三阶微分计算通过第一减法模块和三个依次连接的超前滞后模块计算得到，所述减温器后温度分别输入第一减法模块正极端和三个依次连接的超前滞后模块中，超前滞后模块输出值输入第一减法模块负极端，第一减法模块输出值为减温器后温度的三阶微分计算结果。


4.根据权利要求3所述等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：所述三个依次连接的超前滞后模块的超前时间均为0，滞后时间依次为t1、t2和t3。


5.根据权利要求4所述等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：所述t1、t2和t3与三者的平均值的差值均不大于三者平均值的十分之一。


6.根据权利要求5所述等效于减温器后温度控制的主汽温控制系统的设计方法，其特征在于：所述主汽温偏差通过第二减法模块计算得到，主蒸汽温度和主蒸汽温度定值分别输入第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长祥，陈刚，
申请(专利权)人：国能南京电力试验研究有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32