一种火电厂锅炉再热汽温优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种火电厂锅炉再热汽温优化控制方法，包括如下步骤：S1.从锅炉DCS历史数据库中导出影响再热蒸汽温度的各参数的历史运行数据；S2.将选取的各参数作为所选变量，对其历史数据进行相关性分析，选择相关性系数最高的变量，将其作为控制模型的前馈变量，拟合各前馈变量和再热器入口蒸汽温度的函数关系；S3.计算再热器入口蒸汽温度动态设定值；S4.将实际的再热器入口蒸汽温度作为反馈，以再热器入口蒸汽温度动态设定值为目标，实时调节再热器烟气挡板开度；S5.设置设定限值，将减温水作为超限调整手段；S6.设置偏差修正环节，若再热器出口蒸汽温度长期偏离设定值，则相应调整挡板开度。调整挡板开度。调整挡板开度。

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂锅炉再热汽温优化控制方法


[0001]本专利技术火电厂自动控制
，具体涉及一种火电厂锅炉再热汽温优化控制方法。

技术介绍

[0002]火电厂锅炉再热器是为了提高运行热效率，将做过功的低压蒸汽进一步加热，并保证进入汽轮机的蒸汽温度在允许的范围内。因此，火电厂锅炉再热汽温的控制是保证机组运行安全性、提高稳定性的重要环节，温度过高容易损坏受热面，过低则会使全厂热效率下降。而作为被控对象的再热汽温，大多电厂通过调节烟气挡板和喷水减温相结合的方式，采用常规的PID控制方法，当再热蒸汽超温，减温水自动调节方式投入时，PID控制器往往投入过量的减温水，容易使再热汽温欠温，此时烟气挡板再进行调节，容易导致再热汽温在“超温”与“欠温”的状态中震荡。同时，使用过多再热减温喷水，会降低机组循环热效率。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种火电厂锅炉再热汽温优化控制方法，其通过提升烟气挡板控制效果，减少减温水的使用，从而提高机组运行经济效益。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种火电厂锅炉再热汽温优化控制方法，包括如下步骤：
[0006]步骤S1.从锅炉DCS历史数据库中导出影响再热蒸汽温度的各参数的历史运行数据；
[0007]步骤S2.将选取的各参数作为所选变量，将其划分为辅助变量和主导变量，并对其历史数据进行相关性分析，选择相关性系数最高的变量，并将其作为控制模型的前馈变量，拟合各前馈变量和再热器入口蒸汽温度的函数关系，结合各前馈变量实时数据，得到预测的再热器入口蒸汽温度；
[0008]步骤S3.根据再热器入口蒸汽温度、再热器出口蒸汽温度及出口蒸汽温度设定值，反算再热器入口蒸汽温度动态设定值；
[0009]步骤S4.将实际的再热器入口蒸汽温度作为反馈，以再热器入口蒸汽温度动态设定值为目标，实时调节再热器烟气挡板开度，从而实现控制再热器出口蒸汽温度；
[0010]步骤S5.设置设定限值，将减温水作为超限调整手段；
[0011]步骤S6.设置偏差修正环节，若再热器出口蒸汽温度长期偏离设定值，则相应调整挡板开度。
[0012]在一优选实施方式中，步骤S1中，影响再热蒸汽温度的各参数包括机组负荷、汽轮机第一级压力、再热器入口蒸汽温度、再热器入口蒸汽压力、给水温度、主蒸汽温度、主蒸汽流量、再热蒸汽流量、总燃料量、再热器出口温度设定值、再热器挡板开度、再热减温水量、
再热减温水调门开度。
[0013]在一优选实施方式中，步骤S2中，将选取的各参数作为所选变量，将其划分为辅助变量和主导变量，并对其历史数据进行相关性分析，确定各参数中与主导变量再热器出口蒸汽温度相关性高、优先于再热汽温变化且灵敏度最高的参数，将其作为控制模型的前馈变量，拟合各前馈变量和再热器入口蒸汽温度的函数关系，结合各前馈变量实时数据，得到预测的再热器入口蒸汽温度，包括如下步骤：
[0014]S21.将所选的辅助变量作为待选变量X，将所有变量转换为阶次序列的形式，并将所有阶次序列变量存入变量集H:
[0015]X
→
X(T
‑
0*T),X(T
‑
1*T),
…
,X(T
‑
n*T)，
[0016]其中，T表示采样间隔，n表示最大延迟阶次；
[0017]S22.选取变量集H中降低了已选变量间的信息冗余后与再热器出口汽温的相关性系数J：
[0018][0019]其中，h
i
∈H为待选变量，c为主导变量再热汽温，β为惩罚因子，S
j
∈S为已选变量；
[0020]S23.选择计算所得相关性系数值较高的阶次变量作为前馈，拟合各前馈变量和再热器入口蒸汽温度的函数关系，将实时前馈变量数据代入拟合函数中，得到预测的再热器入口蒸汽温度：
[0021]r(T
入
)＝n(S1,S2,
…
,S
i
)
[0022]r(T
入预
)＝n(S
′1,S
′2,
…
,S
′
i
)
[0023]其中，S
i
为选择出的阶次变量，S
′
i
为阶次变量实时值。
[0024]在一优选实施方式中，步骤S3中，根据再热器入口蒸汽温度、再热器出口蒸汽温度及出口蒸汽温度设定值，反算再热器入口蒸汽温度动态设定值包括：根据如下公式计算再热器入口蒸汽温度和再热器出口蒸汽温度偏差在q时间段的加权均值：
[0025][0026]其中，T
出
、T
入
分别表示实际再热器出口蒸汽温度、再热器入口蒸汽温度均值，表示再热器入口蒸汽温度和再热器出口蒸汽温度偏差在q时间段的加权均值，q表示加权权重；
[0027]通过计算再热器入口蒸汽温度和再热器出口蒸汽温度偏差，结合给定的再热器出口蒸汽温度设定值，得到再热器入口蒸汽温度动态设定值：
[0028][0029]其中，sp
T入
表示再热器入口蒸汽温度动态设定值，sp
T出
表示再热器出口蒸汽温度设定值。
[0030]在一优选实施方式中，步骤S4中，实时调节再热器烟气挡板开度包括如下步骤：
[0031]计算挡板对通过前馈拟合的再热器入口蒸汽温度的影响变化值为ΔK1，挡板调节开度对实际再热器入口蒸汽温度的影响变化值为ΔK2，拟合函数G与L均随着实时数据不断更新：
[0032]G(ΔK1)＝g(T
入预
，K)
[0033]L(ΔK2)＝l(T
入
，K)
[0034]其中，ΔK1、ΔK2为挡板单位温度调节开度，T
入
为实际再热器入口蒸汽温度，T
入预
为根据实时前馈变量拟合的再热器入口蒸汽温度，K为挡板开度。
[0035]在一优选实施方式中，步骤S4中，实时调节再热器烟气挡板开度还包括如下步骤：
[0036]计算挡板调节幅度为：
[0037]ΔK＝ΔK1×
(T
入预
－sp
T入
)+ΔK2×
(T
入
－sp
T入
)；
[0038]其中，ΔK为挡板调节开度，T
入
为再热器入口蒸汽温度；
[0039]挡板开度指令为：K
指令
＝K
初
+ΔK
[0040]其中，K
指令
为挡板调节开度指令，K
初
为投入优化时刻挡板当前开度。
[0041]在一优选实施方式中，步骤S5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电厂锅炉再热汽温优化控制方法，其特征在于：所述火电厂锅炉再热汽温优化控制方法包括如下步骤：步骤S1.从锅炉DCS历史数据库中导出影响再热蒸汽温度的各参数的历史运行数据；步骤S2.将选取的各参数作为所选变量，将其划分为辅助变量和主导变量，并对其历史数据进行相关性分析，选择相关性系数最高的变量，并将其作为控制模型的前馈变量，拟合各前馈变量和再热器入口蒸汽温度的函数关系，结合各前馈变量实时数据，得到预测的再热器入口蒸汽温度；步骤S3.根据再热器入口蒸汽温度、再热器出口蒸汽温度及出口蒸汽温度设定值，反算再热器入口蒸汽温度动态设定值；步骤S4.将实际再热器入口蒸汽温度作为反馈，以再热器入口蒸汽温度动态设定值为目标，实时调节再热器烟气挡板开度；步骤S5.设置设定限值，将减温水作为超限调整手段；步骤S6.设置偏差修正环节，若再热器出口蒸汽温度长期偏离设定值，则相应调整挡板开度。2.根据权利要求1所述的火电厂锅炉再热汽温优化控制方法，其特征在于：步骤S1中，影响再热蒸汽温度的各参数包括机组负荷、汽轮机第一级压力、再热器入口蒸汽温度、再热器入口蒸汽压力、给水温度、主蒸汽温度、主蒸汽流量、再热蒸汽流量、总燃料量、再热器出口温度设定值、再热器挡板开度、再热减温水量、再热减温水调门开度。3.根据权利要求1所述的火电厂锅炉再热汽温优化控制方法，其特征在于：步骤S2中，将选取的各参数作为所选变量，将其划分为辅助变量和主导变量，对其历史数据进行相关性分析，确定各参数中与主导变量再热器出口蒸汽温度相关性高、优先于再热汽温变化且灵敏度最高的参数，将其作为控制模型的前馈，拟合各前馈变量和再热器入口蒸汽温度的函数关系，包括如下步骤：S21.将所选的辅助变量作为待选变量X，将所有变量转换为阶次序列的形式，并将所有阶次序列变量存入变量集H:X
→
X(T
‑
0*T),X(T
‑
1*T),
…
,X(T
‑
n*T)，其中，T表示采样间隔，n表示最大延迟阶次；S22.选取变量集H中降低了已选变量间的信息冗余后与再热器出口汽温的相关性系数J：其中，h
i
∈H为待选变量，c为主导变量再热汽温，β为惩罚因子，S
j
∈S为已选变量；S23.选择计算所得相关性系数值较高的阶次变量作为前馈，拟合各前馈变量和再热器入口蒸汽温度的函数关系，将实时前馈变量数据代入拟合函数中，得到预测的再热器入口蒸汽温度：r(T
入
)＝n(S1,S2,
…
,S
i
)r(T
入预
)＝n(S1',S'2,
…
,S
i
')其中，S
i
为选择出的阶次变量，S
i
'为阶次变量实时值。4.根据权利要求3所述的火电厂锅炉再热汽温优化控制方法，其特征在于：步骤S3中，
根据再热器入口蒸汽温度、再热器出口蒸汽温度及出口蒸汽温度设定值，反算再热器入口蒸汽温度动态设定值包括：根据如下公式计算再热器入口蒸汽温度和再热器出口蒸汽温度偏差在q时间段的加权均值：其中，T
出
、T
入
分别表示实际再热器出口蒸汽温度、再热器入口蒸汽温度均值，表示再热器入口蒸汽温度和再热器出口蒸汽温度偏差在q时间段的加权均值，q表示加权权重；通过计算再热器入口蒸汽温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨堃，霍子钰，张军，王洪亮，马欣玉，
申请(专利权)人：国能龙源环保有限公司，
类型：发明
国别省市：