专利名称：一种锅炉汽温自动控制系统中前馈信号控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对锅炉汽温控制逻辑进行改进、以提高锅炉汽温控制品 质，属控制技术领域。
背景技术：
众所周知，蒸汽温度过高会影响锅炉寿命，温度过低则影响锅炉效率，因此维 持锅炉蒸汽温度的稳定是非常必要的。大型锅炉蒸汽温度控制系统包括过热蒸汽温度控制系统和再热蒸汽温度控制系 统，在现有技术中，过热蒸汽温度一般采用喷水减温作为调节手段，再热蒸汽温度一般 采用烟气挡板或摆动燃烧器作为主要调节手段、喷水减温作为辅助调节手段。以喷水减 温作为控制手段的，普遍采用串级控制或导前微分控制系统；采用摆动燃烧器或烟气挡 板作为再热汽温控制手段的，普遍采用单回路控制系统，这些控制方案本质上都属于反 馈控制。由于锅炉过热器和再热器管道较长，被控对象存在较大的惯性和迟延，同时 控制量输出执行机构也存在较严重的非线性，并且被控对象增益、惯性和迟延还随锅炉 负荷变化而变化，导致蒸汽温度控制非常困难，传统调节方法均不能获得理想的控制效果。大惯性、大迟延以及时变特性对象的控制问题，也一直是自动控制理论研究和 工程技术方面的难题。在影响蒸汽温度控制品质的各种因素中，锅炉燃烧强度变化和 蒸汽流量变化是最主要的两项。当锅炉燃烧强度首先增加时，由于锅炉蒸发量不能迅 速随之增加，因此初始状态蒸汽流量变化不大，但燃烧强度变化后烟气温度和烟气流量 随之迅速增加，所以导致锅炉过热器、再热器吸热量增加从而使过热、再热蒸汽温度升 高，直至锅炉蒸发量增加后汽温才会逐渐降低。当蒸汽流量增加时，由于燃烧强度不 变，因此锅炉过热器、再热器吸热量保持不变，这样用来加热单位流量蒸汽的热量相对 减少，所以过热、再热蒸汽温度降低，直至锅炉燃烧强度增加后汽温才会逐渐增加。这 两种扰动在锅炉运行过程中特别是锅炉负荷变化情况下都普遍存在，严重影响着锅炉蒸 汽温度的控制品质。以600MW电站锅炉为例，过热和再热蒸汽温度运行要求维持在 540°C 士5°C之间，但在发电机组升降负荷期间，汽温波动范围经常超过540°C 士 10°C， 严重影响了锅炉运行的安全性和经济性。前馈控制是一种非常有效的控制手段，其特点是针对确定性扰动，系统控制器 根据扰动的大小和变化情况对被控制对象施加相反的控制作用，补偿扰动的影响，从而 能够在扰动对被控对象的影响体现出来之前就将其抵消。设计前馈控制和反馈控制相结 合构成的复合控制系统，一直是自动控制领域内克服干扰、提高控制品质的有效方法。 但前馈控制得以应用的一个重要前提是扰动可以测量。对于汽温控制，目前技术上存在 的困难是锅炉燃烧扰动无法测量，蒸汽流量测量动态误差大，因而无法设计前馈控制对 其加以抵消。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术之缺陷，提供一种能够反映锅炉燃烧强度变化和 蒸汽流量变化的锅炉汽温自动控制系统中前馈信号控制方法。本发明所称问题是由以下技术方案解决的
一种锅炉汽温自动控制系统中前馈信号控制方法，该方法包括以下步骤
a.测量锅炉炉膛压力pf，锅炉汽包压力(或汽水分离器压力)Pd，锅炉过热器出口蒸 汽压力pb，锅炉再热器出口蒸汽压力pr;
b.构造燃烧扰动信号rbd
fk(S)= (1 + Vs)2 Pf(s) 其中rbd(s)为燃烧扰动信号rbd的拉氏变换；pf(s)为炉膛压力信号pf的拉氏变
二、2为低通滤波器，T为滤波器惯性时间，s是拉氏变换的复变量；
权利要求
1. 一种锅炉汽温自动控制系统中前馈信号控制方法，其特征在于它包括以下步骤a.测量锅炉炉膛压力pf，锅炉汽包压力或汽水分离器压力pd，锅炉过热器出口蒸汽 压力pb，锅炉再热器出口蒸汽压力pr;b.构造燃烧扰动信号rbd
2.根据权利要求1所述的锅炉汽温自动控制系统中前馈信号控制方法，其特征在于 所述滤波器惯性时间T的取值范围为40-80秒。
全文摘要
一种锅炉汽温自动控制系统中前馈信号控制方法，用于提高锅炉汽温控制品质。其技术方案是，它首先测量锅炉炉膛压力、锅炉汽包压力(或汽水分离器压力)、锅炉过热器出口蒸汽压力、锅炉再热器出口蒸汽压力，然后利用这些信号进行计算，依次构造燃烧扰动信号、过热蒸汽流量扰动信号、再热蒸汽流量扰动信号、过热蒸汽温度控制系统前馈信号和再热蒸汽温度控制系统前馈信号。本发明可有效提高锅炉蒸汽温度自动控制的品质，减少因燃烧扰动和蒸汽流量扰动造成的汽温波动，该方法不用增加任何硬件设备，只需要增加少量的软件控制逻辑即可，不仅成本低廉，而且不会降低系统的可靠性。
文档编号F22G5/20GK102012017SQ201010551369
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者刘鑫屏, 田亮 申请人:华北电力大学(保定)