基于TIA博途软件的小型直流锅炉给水控制系统的设计

为使小型直流锅炉稳定运行,依托某试验项目,设计一套高参数小型燃气直流锅炉控制系统。该系统以TIA博途软件为控制平台,通过分析锅炉给水量及锅炉中间点温度两者之间的关系,建立给水量最终到达锅炉中间点温度的控制模型,利用Simulink仿真软件进行辅助设计,最终投入应用实践。结果表明：此套控制系统的有效性、可靠性达到了小型高参数直流锅炉的设计要求(负荷6 t/h、压力5 MPa、温度400℃),具有在同类系直流锅炉系统中借鉴推广的价值。     

超临界直流锅炉煤水比控制系统机理建模及定量反馈控制

针对超临界直流锅炉在变负荷运行过程中被控对象参数不断发生变化的特点,将超临界直流锅炉看做具有不确定性的非线性系统,并根据部分分散控制方法对某600MW超临界机组简化模型进行了分析,充分论证了燃料量对中间点温度的动态特性单独建模的合理性．以超临界直流锅炉燃料量变化对水冷壁出口温度的影响为研究对象,进行动态机理分析并建立动态模型,通过计算在3个典型工况点处的传递函数,确定其不确定性模型的参数变化范围．将定量反馈理论应用到煤水比控制中,结合给定的设计性能指标计算出煤水比控制系统的反馈控制器和前置滤波器的参数．结果表明：锅炉中间点温度在不同负荷下都能较快地高精度跟踪给定信号,有较强的鲁棒性,控制性能良好且易于实现．     

基于BP神经网络的超临界锅炉中间点温度预测

超临界锅炉中间点温度为控制主蒸汽温度的超前信号,同时也是水冷壁超温保护的重要参数,所以对于中间点温度的仿真与预测具有重要意义。为了能够对中间点温度做出超前预测,提出了基于BP神经网络的中间点温度预测新方法。通过对某600MW超临界锅炉生产数据进行仿真,验证了该方法的有效性。     

超临界直流锅炉两种给水控制系统分析

对当前超临界直流炉给水控制系统的两种控制方法(中间点温度和中间点焓值控制)进行分析比较.结果表明:对于运行人员,控制中间点温度更直观、简便,而且中间点温度的给定较焓值更容易、准确;而控制中间点焓值灵敏度更高.同时避免了工质在大比热区时,出现中间点温度变化不大、主蒸汽温度剧烈变化的情况.     

直流锅炉中间点焓值多平衡点现象及特性分析

分析直流锅炉工质-能量平衡特性,特别是其中间点焓值特性,是建立其有效数学模型和优化控制系统的基础。过热汽温控制系统是否投入自动,会导致直流锅炉的工质-能量平衡特性出现重大差异。过热汽温控制系统投入自动后,中间点焓值在小范围内变化时,不是一个确定的值,控制系统能够通过调节减温水流量,维持锅炉水煤比整体恒定,将此现象描述为中间点焓值的多平衡点现象。对2台超超临界机组的设计数据进行分析,发现水煤比一定时中间点焓值会在设计值的-4%~+3%之间变化。针对此现象,在DCS逻辑中对中间点焓值设定值进行补偿,是提高直流锅炉控制品质的有效措施,也可以为直流锅炉建模和优化控制系统提供支持。     

600MW超临界锅炉基于中间点焓校正的给水控制系统

根据超临界直流炉给水控制系统的特点,分析了目前国内已经投产和将要投产的超临界(超超临界)机组给水自动控制系统常用的基于中间点温度校正和基于中间点焓值校正控制的优缺点;结合某电厂一期600MW超临界机组锅炉给水控制系统的设计,对采用中间点焓值校正的给水控制系统、焓值测量方法、焓值定值的产生及部分技术措施进行了分析,可供同类机组给水自动控制系统的设计、操作运行参考.     

应用多传感器信息融合技术优化直流锅炉给水控制

针对超临界直流锅炉的给水控制复杂、影响因素繁多的运行情况,提出了应用多传感器信息融合技术对水冷壁温度和煤质在线分析数据进行融合,并对直流锅炉给水控制系统进行了重构和优化.结果表明:采用该技术后,锅炉给水控制系统更加灵敏、可靠和有效.     

基于系统辨识的超临界600MW机组给水控制热工对象建模与仿真

超临界机组给水控制的任务是以中间点温度或焓值作为表征量,进而控制汽温和不同负荷下的给水量。中间点焓值概念明确、灵敏度高,并且由于工质大比热特性,故应用中间点焓作为表征量更科学。对于直流锅炉给水的吸热、蒸发和过热之间没有明确分界的复杂对象,机理建模已难于适用。而以输入输出数据提供的信息来建立热工对象模型的系统辨识方法则显出优越性。依据某超临界600MW机组DCS数据图,应用MATLAB系统辨识建立了中间点焓值-给水量热工对象数学模型并降阶简化。最后以一仿真实例验证了模型的有效性、准确性及工程应用价值。     

基于多传感器信息融合的直流锅炉给水控制

超临界直流锅炉的给水控制系统较为复杂,影响因素繁多.为了使给水控制系统更为有效、可用,并且充分利用众多的实时测量数据,基于多传感器信息融合技术对水冷壁温度和煤质分析结果进行了数据融合,使融合信息参与直流锅炉的给水控制,提高了燃水比的调节品质,优化了给水控制方案.大大减少了直流锅炉渡膨胀期间由于省煤器人口给水流量低而导致的MFT事故,加强了直流锅炉运行的安全性、可靠性.     

600 MW超临界机组给水控制策略分析及优化

根据超临界直流炉的结构特点,有针对性地分析了给水控制的相应特性.通过对给水控制系统的分析和优化,机组在大负荷范围和高负荷变化速率的工况下,中间点温度和主汽温的调节品质优良。     

反向建模方法在火电厂关键参数建模中的应用

提出在火电厂关键参数建模中采用反向建模方法,以规避传统建模方法在实际应用中的建模难题.以超临界直流锅炉中间点温度为例,利用桌600MW超临界机组的实际运行数据,采用反向建模方法建立了该参数的数学模型.建模算法选用最小二乘支持向量机(LS-SVM),应用粒子群算法(PSO)解决了 LS-SVM 参数寻优问题,并将 PSO-LS-SVM 所得模型与 LS-SVM、偏最小二乘(PLS)以及BP神经网络所得模型进行了对比,结果表明:基于PSO-LS-SVM 的中间点温度数学模型计算速度快、精度高,验证了反向建模思想的有效性和可行性.     

超临界锅炉中间点温度控制问题分析

结合国内新一代600 MW超临界锅炉的实际,综合分析了超临界锅炉中间点温度的控制与水冷壁传热特性以及汽温调节的关系,对超临界锅炉工质的热物理特性、水冷壁的类膜态沸腾、管壁过热以及汽温调节等相关问题进行了比较深入地理论分析。     

国外文献摘要

日本中部电力公司川越火电站1.2号锅炉控制系统的设计日本川越火电站1.2号锅炉为超超临界压力、二次再热变压直流锅炉。设计要求锅炉具备频繁起停、且能适应在大幅度及高负荷变化率下的频繁负荷变化的能力。因此,在设计该锅炉的控制系统时,为力求提高控制性能,采用先进的烟气分配挡板,增设综合了锅炉特性的控制机能以及采用蒸汽温度     

超（超）临界锅炉水冷壁温度异常及处理

1 设备基本情况 某电厂1000MW超超临界直流锅炉，采用几型布置、反向双切园燃烧方式，一次中间再热、最大连续蒸发量2953t／h，过热器蒸汽出口温度为605℃，给水温度298℃。炉膛采用内螺纹管垂直水冷壁并有较高的质量流速，在水冷壁中间混合集箱和节流度较大的水冷壁管段装设节流孔圈（缩孔），对控制水冷壁的温度和流量偏差都非常有利。水处理方式为AVT（O）。     

600 MW超临界锅炉启动系统的技术分析

国产化600MW超临界直流锅炉采用带有循环泵的启动系统,其主要特点是采用给水泵与循环泵并联运行的方式,提高了水冷壁在低负荷下运行的可靠性和经济性以及机组对负荷变化的跟踪性能.采用新一代启动系统可以对超临界直流锅炉启动过程中的循环流量调节、给水泵流量调节、储水箱水位调节、水冷壁由控制循环转为直流运行工况等复杂过程灵活控制.对启动系统的运行特点和本生点的技术选择问题进行了比较详细的分析.     

1000 MW超超临界锅炉中间点温度和汽温控制

研究了国内2类不同型式的1000 MW超超临界锅炉的中间点温度控制、主蒸汽和再热蒸汽的汽温特性、各受热面的吸热比例和煤质变化对水煤比控制的影响等问题.结果表明:蒸汽参数基本相同的1000 MW超超临界锅炉,虽然采用了不同的水冷壁结构形式、不同的受热面布置以及不同的汽温调节方式,但反映运行特性的关键技术参数的控制值基本相同;过热汽温变化特性主要表现为辐射特性;再热汽温特性主要表现为对流特性;水冷壁吸热变化对中间点温度和汽温控制起主导作用;分隔屏对汽温特性起重要作用.     

1000MW超超临界锅炉中间点温度和汽温控制

研究了国内2类不同型式的1000 MW超超临界锅炉的中间点温度控制、主蒸汽和再热蒸汽的汽温特性、各受热面的吸热比例和煤质变化对水煤比控制的影响等问题。结果表明：蒸汽参数基本相同的1000 MW超超临界锅炉,虽然采用了不同的水冷壁结构形式、不同的受热面布置以及不同的汽温调节方式,但反映运行特性的关键技术参数的控制值基本相同;过热汽温变化特性主要表现为辐射特性;再热汽温特性主要表现为对流特性;水冷壁吸热变化对中间点温度和汽温控制起主导作用;分隔屏对汽温特性起重要作用。     

变压运行超临界直流锅炉的动态特性和控制

前言以提高电站热效率为目标,日本的电站锅炉又从汽包锅炉转向了超临界直流锅炉。目前在日本,建造用作带中间负荷、启停方便、在部分负荷运行时仍能维持高效率的变压运行超临界直流锅炉,正成为主要发展方向。以往设计的定压运行超临界直流锅炉,在启动和低负荷运行时为了使炉膛水冷壁保持高压,必须在锅炉的主蒸汽管上设置截     

直流余热锅炉蒸发段长度和位置变动特性的仿真分析

在直流余热锅炉变工况运行过程中蒸发段长度和位置的改变会造成锅炉管壁温度分布、工质出口参数等产生较大的波动,影响锅炉安全运行。以某立式直流余热锅炉为研究对象,建立其动态仿真模型,研究锅炉烟气流量、入口烟温、高压给水流量和给水温度分别发生阶跃扰动后蒸发段长度及相变点位置的变化规律。仿真结果表明：余热锅炉在设计工况下运行,锅炉入口烟温对锅炉蒸发段长度的影响程度最大,入口烟温阶跃升高10℃后,蒸发段迅速缩短,相变点均向锅炉管内工质入口方向移动,蒸发段长度和相变点位置恢复稳定所需时间相对较短;烟气流量阶跃升高5%后,蒸发段长度迅速缩短而后缓慢增长,沸腾点向管内工质入口方向移动距离大于蒸干点,恢复稳定所需时间较长;给水流量阶跃升高5%后,蒸发段长度迅速增长而后缓慢缩短,蒸干点向管内工质出口方向移动距离大于沸腾点,恢复稳定所需时间最长;给水温度阶跃变化20℃对蒸发段长度和相变点位置的影响很小。     

钢管的性能

电站锅炉受热面管系(水冷壁、省煤器、过热器和再热器)、联箱和导管等受压元件,都是由无缝锅炉钢管制造而成,这些钢管在锅炉中具有以下主要特点:1.温度高 本厂设计制造的300MW自然循环、控制循环、强制循环直流锅炉蒸汽出口温度为540℃,则过热器受热面管系钢管