本发明涉及电厂水汽系统化学加氧技术领域，特别是涉及一种高精度自动加氧装置及自动加氧方法。
背景技术：
锅炉加氧技术为了降低锅炉管的结垢速率、防止炉前系统发生流动加强腐蚀，减缓锅炉运行压差的上升速度、延长锅炉化学清洗的周期和降低水处理药剂消耗。
目前加氧装置普遍存在加氧量不精确，无法保证给水溶氧的稳定性，其原因主要是加氧量不是单纯依靠调节阀改变过气截面积而决定的，其中压差的变化对加氧量影响较大，而气源前段的压力基本可以保持不变，但是后端加氧点的压力是跟随系统升降负荷而决定的，所以会影响到压差变化，从而影响到加氧量的准确性，继而导致给水溶氧控制不稳定。
由于绝大多数电厂机组为调峰运行，负荷经常发生变化，因此水汽系统中给水加氧量的调整无法满足负荷频繁变化的要求，导致给水溶氧的不稳定，不但影响机组运行的安全性，同时也极大地增加了运行人员的工作难度。鉴于此，需要有一种能实现高精度自动加氧的装置及控制算法。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明新型提供了一种高精度自动加氧装置及自动加氧方法，在机组负荷频繁发生变化时，保证给水溶氧的稳定性。
为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种高精度自动加氧装置，包括设置在氧气源出口管路上的减压阀1、显示减压阀出口压力的减压阀出口压力表2；减压阀出口压力表2后的管路分两路，一路设置在手动方式下的旁路手动截止阀3和手动计量阀4，从而确保手动加氧的正常运行；另一路设置在自动方式下的手动截止阀5，自动调节阀6和流量传感器7，自动调节阀6和流量传感器7连接控制系统plc15,控制系统plc15连接控制系统触摸屏16，在自动运行的情况下，通过流量传感器7传送到控制系统plc15,控制系统plc15调节自动调节阀6，保证了加氧量的实时采集和控制；手动计量阀4和自动调节阀6后的管路合并为一路管路，该管路上依次设置有加氧间稳压阀入口压力表8、加氧间稳压阀9、浮子流量计10、就地稳压阀入口压力表11、就地稳压阀12和加氧点就地压力表13，还包括设置在就地稳压阀12旁路上的就地旁路截止阀14；通过调节加氧间稳压阀9，在加氧间稳压阀入口压力表8上显示此时压力，从而确定电动调节阀6和手动计量阀4前后的压差，保证了加氧量的可控范围；浮子流量计10显示了此时加氧量；就地稳压阀12保证了从加氧间至加氧点管道之间的压差，减小了在负荷波动时，此段管道之间的压力变化，就地稳压阀入口压力表11，显示了就地稳压阀入口压力，方便调试使用；就地旁路截止阀14，设置在就地稳压阀12的旁路上，方便稳压阀的检修和更换；加氧点就地压力表13显示此时就地加氧点的压力。
所述流量传感器7的量程为2l/min，确保加氧量控制更为精确。
所述加氧间稳压阀9和就地稳压阀12均使用耐压在8-10mpa,且压差调控范围保证在0.3-0.8mpa，保证了流量传感器7的正常工作范围。
一种高精度自动加氧方法，通过加氧间稳压阀9和就地稳压阀12的双重稳压，为电动调节阀6提供了良好的可控范围，控制系统plc15对电动调节阀6使用前馈+串级pid的控制方法，控制给水溶氧；
具体方法如下：通过控制系统触摸屏16设定此时需要控制溶氧的值即设定值，之后将实时给水溶氧信号和给水流量传递给控制系统plc15，对其进行外环pid控制，pid控制公式如公式1所示，公式1中up(t)是pid运算出此时所需加氧的控制量，e(t)是此时给水溶氧采样值与设定值之间的误差值，kp是比例系数，ti是积分时间常数，td是微分时间常数；
外环pid控制即将实时给水溶氧信号和溶氧的设定值进行差值运算，将此时的误差值带入公式1中，得出此时pid运算出的加氧控制量，同时为了提高在负荷变化时加氧的快速性，使用给水流量信号作为外环pid的前馈信号，使用公式2进行前馈信号运算，公式2中u(t)是前馈运算出此时加氧的控制量，up(t)是pid运算出此时所需加氧的控制量，ka是前馈系数，a(t)是前馈信号；
u(t)＝up(t)+kaa(t)公式2
通过公式2计算出此时所需的加氧量，之后通过流量传感器7，将此时实时的加氧量信号传递给控制系统plc15，将此时的实时加氧量信号和与外环pid+前馈运算出来所需的加氧量进行差值运算，代入公式1中，使用内环pid去控制自动调节阀6，得到期望的实际加氧量，从而保证了给水溶氧的稳定性。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
本发明装置及方法简单实用且控制精度高，能够准确快速的调整机组加氧量，满足机组不同负荷时对水汽系统溶氧控制的要求。相比目前的加氧控制算法，增加了双重稳压装置即加氧间稳压阀9和就地稳压阀12，降低了负荷变化时引起的加氧量波动；同时使用前馈+串级pid控制方法，引入给水流量作为前馈量，得出此时达到期望溶氧值所需的加氧量，继而使用流量传感器对加氧量信号进行实时采集，便于控制系统plc快速准确的调节电动调节阀达到所需的加氧量，使得溶氧值保持在期望值，从而可实现给水加氧量的自动精确调节。采用该发明不仅解决了水汽系统加氧量的控制问题，而且减少了运行人员的工作量，提高了发电机组运行的安全性和经济性。
附图说明
图1为本发明高精度自动加氧装置示意图。
图2为本发明高精度自动加氧方法示意图。
具体实施方式
下面结合图1和图2对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，投运加氧装置时，调节减压阀1，保证出口压力在4mpa，打开旁路手动截止阀3，将手动计量阀4打开，调节加氧间稳压阀9，保证其入口压力在3.5mpa，调节就地稳压阀12，保证其入口压力在3mpa，之后调节手动计量阀4，观察浮子流量计10，对系统进行手动加氧；切换自动过程如下，关闭旁路手动截止阀3，打开手动截止阀5，在控制系统触摸屏16上设置溶氧的期望值，如图2所示，调节内环pid参数中的kp比例系数，ti积分时间常数，td微分时间常数。观察实时加氧量是否与流量传感器7反馈信号一致，之后调节外环pid的kp比例系数，ti积分时间常数，td微分时间常数和给水流量的ka前馈系数，从而实现给水加氧量的自动精确调节，使得给水溶氧达到自动控制的功能。