火电机组过热器压力和温度的动态研究

基于过热蒸汽比焓和密度的双线性拟合函数，用机理分析法建立了一段过热器集总参数的压力和温度的动态模型。研究表明：该模型能够反映在机组负荷变化范围大的工况下过热系统的主蒸汽压力和温度的动态特性,以及受到减温喷水量或主汽门调门开度扰动时，主蒸汽压力和温度的耦合动态响应。此外，用辐射能信号的函数替代过热器的有效吸热量并结合火电机组的其他实测数据可以对所建模型进行对比验证。     

一种具有ADC状态预测控制算法的热电厂主蒸汽温度控制

以上海金山石化热电厂锅炉主蒸汽温度为控制对象,在分析常规PID未能有效控制主蒸汽温度原因的基础上,提出了一种基于导前汽温的平均偏差控制(ADC)状态预测控制算法,并将ADC控制器加入常规PID主蒸汽温度控制系统中。仿真结果表明,机组在发生扰动时,基于ADC控制器的主蒸汽温度控制;最大偏差减小了40%,其控制效果比常规PID控制提高约40%。同时,在常规PID控制发散状态下,ADC算法也能够使系统达到稳定。     

1 000 MW二次再热火电机组主蒸汽温度控制策略及工程应用

以具有时变特性、大惯性和非线性的二次再热机组蒸汽温度受控对象为背景,结合超超临界直流锅炉特性,分析了过热器出口主蒸汽温度的变化机理,提出了基于改进型Smith预估补偿器实现的喷水减温控制系统。结合某1 000 MW超超临界二次再热塔式锅炉,给出了控制策略的设计要点。实践证明,该系统能有效解决超超临界二次再热机组主蒸汽温度控制的大延迟和大惯性问题,提高主蒸汽温度的动态控制品质,同时降低调试难度。     

利用过热器蓄热提升机组AGC负荷响应能力的研究与应用

燃煤机组的锅炉过热器换热管道中包含有大量金属蓄热储能,利用过热器金属蓄热可以快速改变机组发电负荷和主蒸汽压力。通过减温水扰动试验,获得一级减温水流量对负荷以及主蒸汽压力的响应模型并提出了一种蓄热前馈火电机组协调控制方案。工程应用结果表明,该方案合理利用增减减温水流量引起的过热器蓄热变化,能够有效减少机组主蒸汽压力波动,显著提升机组变负荷初期的负荷响应能力,增强机组调峰能力。     

300 MW机组过热器喷水减温控制研究与改进

某电站300 MW机组在过热器主蒸汽温度喷水减温控制中,存在喷水不均匀、现场设备故障频发和面对扰动温度失调等现象,严重影响了机组运行的可靠性和经济性。为了改善对过热器主蒸汽温度的控制调节,通过应用温差控制和自适应控制,增加抗积分饱和功能和微分前馈逻辑,以及改进现场设备等方法,使喷水减温控制取得了良好的效果。机组实际运行结果表明,优化改进达到了预期目的,从而保证了机组运行的安全高效。     

预测控制在电厂主蒸汽温度控制中的应用

针对电厂主蒸汽温度对象大延迟、大惯性的特点,设计了模型预测控制系统,通过MATLAB仿真实验,模拟预测控制系统和PID串级控制系统对电厂主蒸汽温度的控制,比较研究两者的控制性能。仿真试验以负荷变化和减温水自发性扰动作为主蒸汽温度干扰因素。仿真结果表明,在负荷或减温水自发性阶跃扰动情况下,MPC控制系统与PID控制系统相比,主蒸汽温度的最大动态偏差较小,调节时间较短,对不同干扰具有更好的适应性。过热器减温水阀的实际响应能力可以满足MPC快速控制的需求。     

主蒸汽温度控制系统前馈的优化

针对电网“两个细则”[1]实施下因各电厂提高燃料率的动态超调量对主蒸汽温度控制的影响,基于主蒸汽温度控制动态模型设计了新型主蒸汽温度控制系统的前馈控制器,给出了该控制器的动态配比整定原则和算法,并对该算法进行了模型仿真验证.将前馈控制器用于主蒸汽温度串级控制系统构成主蒸汽温度前馈-串级控制系统,采用该系统对某600 MW机组主蒸汽温度控制系统进行了优化.优化后的控制系统,在机组稳态时主蒸汽温度在±3℃(设定值)的范围内波动;在机组负荷变化率为2.5％MCR时主蒸汽温度在±5℃(设定值)的范围内波动.从而克服了煤量和风量对主蒸汽温度的干扰,消除了“两个细则”实施下提高燃料率的动态超调量对主蒸汽温度的影响.     

配置双进双出磨煤机的超临界600MW机组主蒸汽温度控制

针对华能沁北发电有限公司(沁北电厂)3号、4号超临界600 MW机组投产后一直存在主蒸汽温度超温且在机组变负荷过程中主蒸汽温度无法自动控制等问题,对主蒸汽温度及分离器入口温度控制、水煤比控制等进行了调整优化。优化后,使得在机组动态/稳态工况下的主蒸汽温度及压力、机组负荷等主要运行参数均能够控制在合理的范围内,提高了机组自动控制水平。     

300 MW锅炉过热器减温水系统改造方案

300 MW机组设计中,过热器减温水多布置在启动调节旁路门后,在机组启动初期由于过热器减温水和主蒸汽差压小,很容易造成过热器温升过快,甚至超温。为此将过热器减温水系统加以改造,从而实现锅炉点火时较早投煤,节省燃油消耗,而且可以较好地控制过热汽温升,防止超温现象发生。     

德国西门子公司主蒸汽温度控制策略的分析与应用

对于主蒸汽温度具有大惯性、大延迟、时变性、不确定性和非线性特点的控制对象,采用传统的串级控制方法难以取得良好的控制效果。分析了德国西门子公司的主蒸汽温度控制策略,其通过计算过热器蒸汽焓值确定喷水减温阀出口温度的设定值,主蒸汽温度将随负荷的变化而改变,以适应不同运行工况下过热蒸汽温度动态特性的变化,从而获得良好的控制品质。试验表明,该策略具有较好的鲁棒性和抗干扰性,改善了主蒸汽温度调节的动态特性。     

超临界600 MW机组锅炉起动初期过热器超温的原因及控制

近年投产的东方锅炉厂配套超临界600 MW机组锅炉在点火起动至机组并网初期,存在不同程度的屏式过热器(屏过)超温,并因主蒸汽温度过高导致汽轮机冲转后振动超标,被迫打闸停运等问题.对此,结合多家电厂的运行实践,分析了影响汽温的主要因素,并提出了相应的控制措施.     

利港电厂主汽温控制系统的特点

《华东电力》1989年第2期上,笔者曾对华能南通电厂引进350MW单元机组主蒸汽温度控制系统作了剖析。比较之下,江苏利港电厂引进的350MW单元机组主蒸汽温度控制系统具有新的特点。     

广义预测控制在过热蒸汽温度控制中的应用

针对火电机组过热蒸汽温度具有大惯性、纯迟延、多扰动等特点,将广义预测控制引入串级温度控制系统中,通过滚动优化机制优化目标函数,在每一个采样时刻在线估计被控对象模型并修正,采用递推算法降低在线计算量,减小计算时间,从而提高了算法的实时性。仿真结果表明,该算法在过热蒸汽温度控制中效果良好,具有较好的参数漂移稳定性和经济性。     

基于改进型动态矩阵预测的主蒸汽温度串级控制策略研究

在常规PID主蒸汽温度串级控制系统的主控制回路中加入动态矩阵预测(DMC)控制器构成DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统,以实现在非精确数学模型下对具有大延迟主蒸汽温度控制对象进行长时域的预测输出。根据系统的阶跃响应建立了系统的DMC模型,设置了优化函数和预测参考轨迹,并提出了对模型动态矩阵进行实时更新和大延迟校正的改进方法,从而改善了预测控制的动态性能。以某660MW机组为例,对DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统进行仿真试验,结果表明DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统较常规PID主蒸汽温度串级控制系统具有更好的稳定性和快速响应性,且抗干扰能力强。     

汽包锅炉蓄热系数的理论计算与分析

计算蓄热系数的传统实验方法面临工作量大、准确率不高、实验条件有限等问题,故采取能量平衡原理的理论计算公式得出超临界汽包锅炉的蓄热系数,建立基于汽包、过热器和水冷壁的机理分析模型。利用某300 MW机组的锅炉运行规程计算了4种工况下的蓄热系数大小,并结合主蒸汽阀门开度的扰动实验结果,对机组实际运行的历史数据进行了分析。结果表明:汽包蓄热系数随压力的升高而增加;水冷壁蓄热系数的变化趋势随着压力的增加先变小,再加大;随着压力的增大,过热器蓄热系数随之增大,机组总的蓄热系数先减小,后增大。     

防止调节器积分饱和的技术措施

主蒸汽温度控制系统受蒸汽负荷、炉膛热负荷等因素的影响和中间汽温调节的限制,出现主汽温度调节器积分饱和,导致系统大幅度振荡,影响机组运行安全。通过采取一些技术措施,防止了调节器积分饱和,提高了系统的快速响应能力,明显改善了系统的调节特性,保证了主蒸汽温度参数的质量。     

锅炉蒸汽温度偏低的原因及防治措施

在火力发电机组运行中,主蒸汽温度降低,将影响机组的安全、经济运行。一般情况下主蒸汽温度每降低10℃,相当于多耗燃料0.2%。对于12～25 MPa、540℃的蒸汽,主蒸汽温度每降低10℃,将使循环热效率下降0.5‰、汽轮机出口的蒸汽湿度增加0.7%。这不仅影响了热力系统的循环效率,而且加大了对汽轮机末级叶片的侵蚀,甚至发生水击现象,严重威胁汽轮机的安全运行。 湛江发电厂2号机组自2003年3月运行以来,经常出现主蒸汽温度偏低的现象,实际运行数据显示,当机组满负荷运行时,2套制粉系统运行,给粉机全部投入,而此时的主蒸汽温度仅为530℃,比设计的…     

基于改进型动态矩阵预测的主蒸汽温度串级控制策略研究

在常规PID主蒸汽温度串级控制系统的主控制回路中加入动.态矩阵预测(DMC)拄制器构成DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统,以实现在非精确数学模型下对具有大延迟主蒸汽温度控制对象进行长时域的预测输出.根据系统的阶跃响应建立了系统的DMC模型,设置了优化函数和预测参考轨迹,并提出了对模型动态矩阵进行实时更新和大延迟校正的改进方法,从而改善了预测控制的动态性能.以某660 MW机组为例,对DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统进行仿真试验,结果表明DMC-PID主蒸汽温度串级控制系统较常规PID主蒸汽温度串级控制系统具有更好的稳定性和快速响应性,且抗干扰能力强.     

基于改进等价输入干扰观测器的主蒸汽温度系统阶梯式动态矩阵控制

由于频繁而广泛的负荷变化引起的未知扰动以及对发电效率和运行安全的严格控制要求，主蒸汽温度的控制变得越来越具有挑战性。为此，针对高阶动态扰动响应迟滞的问题，提出一种以阶梯式动态矩阵控制算法（SDMC）为核心的抗干扰控制方案，从根本上解决了主蒸汽温度控制系统的大滞后、大惯性以及多扰动的问题。实例仿真表明，提出的改进等价输入扰动观测器（IEIDO）可实现对不可测扰动和未知模型动态的实时估计与补偿，而SDMC既能够保证主蒸汽温度控制系统的快速性和稳定性，又能够根据引入的可测扰动前馈补偿实现干扰的抑制。因此，所提出的方案可以保证机组运行的安全性、稳定性、经济性和灵活性，在电力行业有着广阔的应用前景。     

基于中间点温度前馈的主汽温模糊PID控制系统

简要介绍了超临界直流锅炉的概况,分析了中间点温度控制对主蒸汽温度稳定的重要性,将中间点温度变化视为主汽温波动的外扰,设计前馈补偿器。针对被控对象大惯性、大迟延的特性,利用比例因子可调的模糊控制器与PID相结合,可以实时调整控制器的参数,以改善控制系统的性能。采集某热电厂350 MW超临界机组仿真系统的运行数据,辨识出不同负荷下被控对象及扰动通道的传递函数,在SIMULINK中进行仿真试验,验证了改进后的前馈串级控制系统的效果。