燃煤汽包炉发电机组的动态建模及其运行数据验证

基于机理分析并结合机组实际运行数据,建立了一台汽包锅炉燃煤机组的非线性动态模型。该模型描述了机组的汽包压力、主蒸汽压力、主蒸汽温度和输出功率的动态特性。该建模方法避免了附加试验信号对机组正常运行的影响。建模过程中,当机组变负荷运行时,其他重要参数如压力、蒸汽流量及吸热量对主蒸汽温度的动态特性的影响得到了研究;并且过热器吸热量由炉膛辐射能信号来确定。验证结果表明：在一定范围内,模型输出的4个输出变量基本上与机组数据是一致的。     

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。     

基于遗传算法的超超临界机组过热器动态模型参数辨识

针对超超临界机组过热器MISO动态模型参数辨识问题,提出了一种基于遗传算法的模型参数辨识方法。将遗传算子改进为排序保优选择、非均匀线性交叉和高斯变异,引入均匀设计方法构造初始种群,采用Sigmoid函数适应性调整交叉和变异概率,以提高遗传算法的收敛精度和运算速度。对海门电厂超超临界机组运行数据进行参数辨识仿真的结果表明,该改进遗传算法具有较好的运算性能,预测的输出变化与主蒸汽温度实际变化基本一致,能够反映高温过热器的动态特性。     

汽轮机组滑压运行最优初压的确定

运用系统分析的方法,在综合考虑主蒸汽压力的变化对调节级效率、给水泵耗功、通流部分效率、过热器和再热器的温度变化等影响的基础上,建立了汽轮机动态最优运行初压的数学模型。以张家口电厂300MW汽轮机的运行数据进行计算,并与制造厂所给最佳运行曲线相比较,结果表明:最优运行初压不是负荷的单值函数,而是与机组运行环境有关的复杂函数。     

火电机组间接建模策略研究

本文以超临界600 MW火电机组为研究对象,对火电机组间接建模策略进行研究。采用子空间辨识方法分步求解分立的系统模型,首先建立中间点温度模型和机组负荷、主蒸汽压力模型,然后由中间点温度为输入变量建立主蒸汽温度模型,所得模型克服了直接建模时主蒸汽温度模型不准确的缺点,研究了锅炉主要调节量对机组动态特性的影响,最后将分立模型进行组合,得到机组的整体模型。所得模型能较好地反映机组在额定工况条件下的动态特性,模型拟合度较好,对超临界机组控制器的研究具有一定的价值。     

超临界机组变负荷过程多变量协同控制

黄冈大别山发电有限责任公司2号机组经超净排放改造后,锅炉燃烧特性发生变化,原有自动控制逻辑及参数不能满足电网的要求,并且2号机组在中低负荷段出现屏式过热器出口壁温超温现象;同时,变负荷过程中机组主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度等主要参数波动较大,导致机组负荷变化率低,仅为3.5 MW/min,不能满足电网相关规定。对此,在不经机务改造的前提下,利用多变量协同控制,优化滑压曲线,对一次风压设定曲线、氧量设定曲线、中间点温度设定曲线及风煤比设定函数进行修改,重新设计自动控制策略,动态协同控制进入炉膛的燃料量、给水流量和总风量。优化后,2号机组在AGC方式下实际负荷变化率达到9 MW/min,主要参数变化平稳,解决了屏式过热器出口壁温超温问题。     

简化的330MW机组非线性动态模型

该文采用机理分析和数据拟合的方法，建立330MW机组滑压运行下大负荷变化范围内的模型。该模型的主要特点是：将水冷壁换热过程归入制粉动态，将锅炉汽包蓄热及过热器蓄热做为一体考虑，在能够反映机组主要动态的前提下降低了模型的阶次；指出机组制粉动态惯性时间和锅炉蓄热系数是随机组负荷和压力变化的，并根据现场数据和机理分析分别给出其变化趋势；考虑到蒸汽在过热器管道内是吸热膨胀的过程并且有减温水的喷入，对过热器差压模型进行了修正，以锅炉吸热量代替主蒸汽流量建立模型。模型使用机组55％～100％负荷时的静态工作点数据确定静态参数，通过汽轮机调门扰动和燃料扰动实验确定动态参数，经过机组运行数据验证，该模型具有较好的复现性，可用于控制系统的设计和控制算法的性能评价。     

基于模型预测控制的火电厂主蒸汽温度优化

正主蒸汽温度是火力发电厂热力系统中的重要参数,主蒸汽温度控制品质的优劣直接影响到整个机组的安全和经济运行。主蒸汽温度过高会缩短过热器、汽轮机等部件的使用寿命,长期超温还会导致过热器爆管等;主蒸汽温度过低,则会降低机组的循环热效率,一般蒸汽温度每降低5~10℃,效率约降低1%。从系统外部来看,主蒸汽温度受扰动因素比较多,扰动量大而且扰动频繁;从系统内部来看,主蒸汽温度被控对象具有大迟延、大惯性、时变性等特点,这些都增加了主蒸汽温度控制的难度。常规的机组控制方案结合前馈补偿、串级等控制策略,采用基于PID线性控制算法的多个单入单出反馈控制回路组     

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。     

变速汽轮机电液控制系统故障分析与处理

N3.782-0.8538型变速汽轮机的电液控制系统设计为2个相对独立同时相互联系的部分,即调节汽门高压抗燃油控制系统和主汽门低压润滑油控制系统。某电厂在调试和启动运行期间,频繁出现调节汽门晃动,以及挂闸失败、主汽门开启不正常、主汽门调节油压偏高等故障,通过全面分析和研究控制系统油路的工作原理、重要部件的内部结构,并将主汽门启动阀、手动停机阀等操控阀解体检查。结果表明,控制系统接线松动引起调节汽门晃动;主汽门启动阀和手动停机阀卡涩、泄油,造成汽轮机挂不上闸、主汽门开启故障、调节油压偏高等。     

本生直流炉机炉协调控制系统的设计新方法及其工程应用

直流炉的控制技术是热控领域一个重要的研究课题,与汽包炉有较大的差别,该文从直流炉非线性数学模型的结构入手,导出其线性增量型数学模型,进而采用状态空间法加以描述,建立了相应的增量式状态观测器,分别设计了新型的适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统.通过在实践中对上述控制系统的整定与优化,取得了优良的控制效果：机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW/min）的工况下减负荷时,过热器出口汽温、机前压力和有功功率等参数的调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准.现场实时控制的应用效果展示了该项技术的先进性和实用性,同时也为超临界机组控制策略的选择提供了参考和借鉴.     

420t/h锅炉顶棚过热器爆管原因分析与解决方案探讨

针对某热电厂420 t/h锅炉投运后不到2年时间就发生顶棚过热器爆管的事故,通过对此锅炉运行工况详细和深入的分析,找到了爆管的主要原因,并提出了可以有效减少顶棚过热器爆管事故发生的一些运行措施。运行实践证明,该措施效果良好,保证了锅炉的安全稳定运行。     

基于LS-SVM的电厂过热汽温系统建模

针对电厂过热汽温控制中存在大滞后和强非线性的特点,采用最小二乘支持向量机方法建立过热汽温系统模型并给出基于贝叶斯证据框架的LS-SVM的参数选择方法。在第一推断准则选择模型参数,第二推断准则选择模型超参数,第三推断准则选择模型的核参数。仿真结果表明该模型具有灵活的结构,较快的计算速度以及很好的泛化能力。     

节流管式调节阀动态特性研究

针对节流管式调节阀的工作原理,首次探讨了其动态响应特性。在研究过程中利用Pro/ENGINEER软件对节流管式调节阀的流道进行建模,应用ANSYS ICEM软件对流道几何模型划分网格,使用CFD软件FLUENT对调节阀的开度变化过程进行动态数值模拟,从而得到阀门在开度变化过程中活塞上表面受力以及节流管下端受力的动态响应曲线,为阀门控制系统设计提供了依据。     

汽轮机高压调节汽阀突然关闭的原因分析及处理方法

介绍了影响汽轮机高压调节汽阀无法开启的主要因素,结合某电厂因节流孔堵塞,造成安全油压无法建立导致的高压调节汽阀无法开启的处理过程,综合分析了各因素导致高压调节汽阀无法开启故障的排除方法,为火电机组汽轮机检修提出了相关指导方法.     

Asymmetric modelling and control of an electronic throttle

This paper presents an improved model for an automotive electronic throttle inspired on the behaviour observed in real‐time experiments. Due to a number of issues, particularly the return‐spring, the performance of the throttle valve depends on whether it is opening or closing. This asymmetric behaviour was taken into account to design a mathematical model of the throttle body and to derive a nonlinear asymmetric Proportional Integral controller. The experimental demonstration suggests that considering an asymmetric term dramatically improves the performance of the controller. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

汽轮机主汽阀关闭过程动力学模型研究

汽轮机主汽阀连杆机构主要由阀杆、连接杆和活塞杆组成.本文用凯恩方法建立了阀杆活塞杆互相垂直时的系统动力学模型.研究表明,在正常的工程设计中令连接杆与阀杆成 45°并且杆长取 106英寸,这个模型与阀杆活塞杆同轴时的动力学模型在数值结果上近似相等.图 5参 1     

利用一次调频扰动计算火电机组锅炉蓄热系数

锅炉蓄热系数是火电机组负荷-压力被控对象中一个关键动态参数,准确估计出其大小能够为优化协调控制系统提供重要支持。依据对象负荷-压力简化非线性动态模型构建炉跟机方式的协调控制系统,从时域及频域角度分析其闭环响应特性,发现汽轮机调节门输入与燃料量输入对机前压力和发电负荷输出响应的时间及频率存在较大差异,可认为在小时间尺度范围内机前压力和发电负荷仅受汽轮机调节门输入的影响。因此可利用短周期的一次调频扰动工况下的数据辨识锅炉蓄热系数,准确度与汽轮机调节门开度扰动试验相当。通过某330 MW机组数据辨识及现场调试,证明以上方案可行。