一种裤衩腿型循环流化床锅炉床料平衡的控制方法技术

一种裤衩腿型循环流化床锅炉床料平衡的控制方法，该方法根据布风板特性数据拟合函数及实际一次风量计算布风板压降，进一步获得更准确衡量床料量的修正床压降；以两侧修正床压降差作为反馈量，利用自抗扰控制算法，计算主动一次风设定值修正；将总一次风量设定值的1/2分别加减修正量作为调节两侧风量的两个控制器设定值，通过此两个调节器控制两侧一次风调门开度；将炉膛进出口总压降加正偏置量作为调节风压的控制器设定值，与一次风母管压力反馈比较，通过该调节器控制一次风机导叶开度，提供足够的风压，配合一次风量控制正常运行。本发明专利技术所设计的一次风控制系统，可自动调节床料平衡，有效缩短床料不平衡对系统造成不良影响的持续时间。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，该方法根据布风板特性数据拟合函数及实际一次风量计算布风板压降，进一步获得更准确衡量床料量的修正床压降；以两侧修正床压降差作为反馈量，利用自抗扰控制算法，计算主动一次风设定值修正；将总一次风量设定值的1/2分别加减修正量作为调节两侧风量的两个控制器设定值，通过此两个调节器控制两侧一次风调门开度；将炉膛进出口总压降加正偏置量作为调节风压的控制器设定值，与一次风母管压力反馈比较，通过该调节器控制一次风机导叶开度，提供足够的风压，配合一次风量控制正常运行。本专利技术所设计的一次风控制系统，可自动调节床料平衡，有效缩短床料不平衡对系统造成不良影响的持续时间。【专利说明】
本专利技术涉及循环流化床锅炉机组控制
，尤其涉及。
技术介绍
从能源结构角度来说，我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，而煤在燃烧过程中，尤其是燃烧效率不够高时，会产生的大量的灰渣、粉尘、废水、SO2, NOx等污染物，如未能妥善处理，将会严重的干扰生态环境，甚至造成永久性的破坏。此外，虽然中国煤炭资源丰富，但突出特点为种类多样化，且优质焦煤较为稀缺，因此对燃煤锅炉的燃料适应性提出了更高的要求；从长远角度考虑，优质煤必然将成为稀缺品种，剩余的劣质煤比例会逐渐增大，这对发电机组选用的设备也提出了更大的挑战。循环流化床锅炉(CFBB:Circulating Fluidized Bed Boiler)是洁净煤发电技术之一,集洁净燃烧、降低污染排放、利于资源循环利用等优点于一体，相较于其他清洁煤燃烧技术而言，具有成本相对较低，多地域可实现性强的优势，并能适应以上所述的中国当前煤炭现状，因此目前在我国的发电领域正迅速发展。循环流化床锅炉不同于普通煤粉炉，因其特有的流化床燃烧方式，与传统煤粉炉具有很大不同，因此在风煤配合的运行方式上与普通煤粉炉有较大的区别，并且国内外CFBB技术较煤粉炉而言尚不成熟，在运行手段、控制方式等方面都有待研究。因此研究循环流化床锅炉，尤其是新型大型化的循环流化床锅炉机组的相关控制问题具有很大意义。随着循环流化床锅炉大型化发展，锅炉容量逐渐增大，循环流化床的炉膛截面尺寸较大，增大了二次风穿透床料射入炉膛中心的阻力。为了解决二次风穿透问题，改善炉膛内燃料和二次风的混合，Alstom公司采用了裤衩腿型的炉膛结构。国内投入工业应用的300MW循环流化床锅炉很大一部分也采用了裤衩腿型的炉膛结构，又由于其在炉膛放大方面具有的明显优势，该结构也成为600丽超临界循环流化床锅炉的首选炉型。但是，该炉型存在特有的“翻床”现象，即，由于炉内物料流化过程中的流体动力学特性和压降特性，两侧的不平衡因素的扰动会导致两侧物料浓度不平衡，最终发生物料都偏向裤衩腿一侧，另一侧被吹空的现象，该过程中，两侧温度、流化状态等发生恶劣变化，甚至导致停炉等安全事故，不利于锅炉运行的经济性和安全性。因此对床料平衡影响最大的一次风控制策略研究，对“翻床”现象的抑制和避免起到非常重要的作用。现有的裤衩腿型CFB机组一次风控制系统设计，一部分尚未针对“翻床”问题做出相应改进，主要仅依靠左右侧独立的两个控制器进行一次风量的控制，在发生物料不平衡时往往无法及时进行纠正；另一部分控制系统的设计虽针对床料平衡问题进行了部分改进，例如加入两侧一次风调门开度的相应补偿或修正，但大多基于现场经验，依赖人工判断和调整，进行两侧风量的补偿，未能充分利用自动控制的优势，方法适用性不强，对操作员的技能依赖性较高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供，以改进现有的一次风控制技术，有效减少“翻床”事故发生的可能性。本专利技术的技术方案如下:，其特征在于该方法包括如下步骤:I)根据布风板压降特性实验数据，采用线性插值拟合得到布风板压降与一次风量的函数关系APad=f (Vpa)，以炉膛底部两侧一次风量测量值Vpa」和Vpa 2作为函数自变量，实时计算两侧近似的布风板压降Apad—K(Vpel1)和Apad 2=f (Vpa 2);再利用布风板压降与炉膛两侧入口测点至出口测点的总压降Apptl和Appt2求差，得到修正床压降，SPΔ PmodJ= Δ PptJ-f (Vpa—I)和 Δ Pmod—2= Δ Ppt_2~f U ；2)将步骤I)中计算所得的修正床压降求差，得到Apnrod ^Apnrod 2 ;利用一阶线性自抗扰控制算法，设计主动风量设定值修正控制器，以y= Λ Pfflod l- Δ pffl0d_2作为该控制器的过程变量输入，所述控制器设定值恒定为0，即r=0，通过该控制器的计算输出得到一次风量设定值修正量；3)以总一次风量设定值rpa的1/2分别作为第一 PI控制器和第二 PI控制器的两侧风量一次风量原始设定值；将步骤2)中计算所得的一次风量设定值修正量u 分别加减两侧一次风量原始设定值，得到第一 PI控制器和第二 PI控制器的实际设定值输入，即【权利要求】1.，其特征在于该方法包括如下步骤: 1)根据布风板压降特性实验数据，采用线性插值拟合得到布风板压降与一次风量的函数关系Λ pad=f (Vpa)，以炉膛底部两侧一次风量测量值Vpa」和Vpa 2作为函数自变量，实时计算两侧近似的布风板压降Apad—K(Vpel1)和Apad 2=f (Vpa 2);再利用布风板压降与炉膛两侧入口测点至出口测点的总压降Apptl和Appt2求差，得到修正床压降，SPΔ PmodJ= Δ PptJ-f (Vpa—I)和 Δ Pmod—2= Δ Ppt_2~f U ； 2)将步骤I)中计算所得的修正床压降求差，得到Apmml2 ;利用一阶线性自抗扰控制算法，设计主动风量设定值修正控制器，以y= Λ Pfflod l- Δ Pmtxl 2作为该控制器的过程变量输入，所述控制器设定值恒定为0，即r=0，通过该控制器的计算输出得到一次风量设定值修正量U—Afflc ; 3)以总一次风量设定值rpa的1/2分别作为第一PI控制器和第二 PI控制器的两侧风量一次风量原始设定值；将步骤2)中计算所得的一次风量设定值修正量u ADK分别加减两侧一次风量原始设定值，得到第一 PI控制器和第二 PI控制器的实际设定值输入，即2.根据权利要求1所述的，其特征在于:步骤2)中所述的一阶线性自抗扰控制算法包括以下步骤: O设计线性扩张状态观测器，以过程变量值Y=Apnrod ^Apnrod 2和一次风量设定值修正量u adk。为输入，以J的跟踪值Z1和系统所受总扰动Z2的观测值为输出，具体数学模型形式如下:【文档编号】F23C10/30GK103727531SQ201310722856【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日 【专利技术者】薛亚丽, 李东海, 张玉琼 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种裤衩腿型循环流化床锅炉床料平衡的控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1）根据布风板压降特性实验数据，采用线性插值拟合得到布风板压降与一次风量的函数关系Δpad=f(vpa)，以炉膛底部两侧一次风量测量值vpa_1和vpa_2作为函数自变量，实时计算两侧近似的布风板压降Δpad_1=f(vpa_1)和Δpad_2=f(vpa_2)；再利用布风板压降与炉膛两侧入口测点至出口测点的总压降Δppt_1和Δppt_2求差，得到修正床压降，即Δpmod_1=Δppt_1‑f(vpa_1)和Δpmod_2=Δppt_2‑f(vpa_2)；2）将步骤1）中计算所得的修正床压降求差，得到Δpmod_1‑Δpmod_2；利用一阶线性自抗扰控制算法，设计主动风量设定值修正控制器，以y=Δpmod_1‑Δpmod_2作为该控制器的过程变量输入，所述控制器设定值恒定为0，即r=0，通过该控制器的计算输出得到一次风量设定值修正量u_ADRC；3）以总一次风量设定值rpa的1/2分别作为第一PI控制器和第二PI控制器的两侧风量一次风量原始设定值；将步骤2）中计算所得的一次风量设定值修正量u_ADRC分别加减两侧一次风量原始设定值，得到第一PI控制器和第二PI控制器的实际设定值输入，即和将两侧裤衩腿下部炉膛入口处测得的实际一次风量值vpa_1和vpa_2分别作为第一PI控制器和第二PI控制器的过程变量值输入，计算得到第一PI控制器和第二PI控制器的输出值upa_1和upa_2，进而调整两侧风道燃烧器一次热风调门开度；4）将步骤1）中的总压降Δppt_1和Δppt_2中的较大值加正裕量值bppa，作为控制一次风机导叶开度的第三PI控制器的设定值输入，即rppa=max(Δppt_1,Δppt_2)+bppa，此处正裕量bppa的大小根据实际机组情况进行调整，需使得风量调整过程中一次热风调门开度保持30%—40%；采集现场测得的热一次风母管压力yppa作为第三PI控制器的过程变量值输入，计算得到第三PI控制器输出值ufan，进而调整两侧一次风机导叶开度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛亚丽，李东海，张玉琼，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11