350 MW机组再热汽温控制研究

针对1号机组长期再热汽温自动调节品质差的难题,结合再热器温系统滞后性大、惯性大和非线性等特点,提出一种基于仿人智能前馈补偿的模糊PID再热汽温控制策略,通过调整燃烧器摆角和事故减温水对再热汽温控制系统进行优化.     

再热汽温的动态特性与控制

给出了再热器动态特性的简便计算公式.依据再热器的结构参数和热力参数,计算分析了摆动火嘴、烟气挡板、烟气再循环等调温方式下和喷水扰动下的再热汽温动态特性,并提出在主要调节方式无法投入自动状态时,采用一级再热器喷水减温的2种大滞后再热汽温辅助调节系统:二阶超前/滞后单回路控制系统和经典的单回路控制系统.对经典的单回路控制系统,将调节器的微分时间常数Td和积分时间常数Ti之比提高到0.6～0.8,可克服一级喷水减温再热汽温的大滞后,使控制系统稳定工作,从而满足再热器的运行需要.     

超超临界机组全负荷段再热汽温智能控制

通过寻找影响再热汽温变动的影响因素,并从汽温变化的内在机理入手,结合现场实际的特点辨识出烟气挡板、喷水与再热汽温的动态特性模型,依据对象特性设计出符合锅炉实际运行情况的控制方案。通过现场调整试验,最终实现再热汽温智能控制的长期投运机组在动态变负荷下,再热汽温控制能够正确快速响应,使得变负荷过程的再热汽温能够平稳运行。在负荷稳定情况下,再热汽温控制回路可以有效克服内外扰动,并且汽温波动较小,满足运行人员要求。在系统优化后,管壁超温现象和喷水量明显下降,运行人员的操作强度也得到了较大降低。     

基于内模控制器的再热汽温控制应用

再热汽温控制始终是火电厂运行控制的难点,减少再热器减温水的用量对提高机组的热经济性有十分重要的意义。文中采用燃烧器摆角和再热器喷水减温联合调整再热汽温的控制策略,其中燃烧器摆角调节控制器采用内模控制器IMC以提高其控制性能。在某电厂300MW机组上进行再热汽温优化控制系统试验,试验结果表明IMC内模控制器更好地解决大时滞问题,联合控制策略可极大地降低减温水投放量。     

超临界锅炉单相受热面不同动态数学模型的比较

根据600MW超临界直流锅炉再热器系统和过热器系统的具体特点,对锅炉再热器系统和过热器系统建立了3种不同的集总参数动态数学模型,并编制程序进行了仿真计算,得到烟气挡板调节再热汽温时,采用不同模型时再热汽温和过热汽温的动态特性,并对其动态特性进行比较,研究适合超临界锅炉再热器系统和过热器系统的数学模型。     

国产300 MW机组摆动燃烧器控制系统的改进

张家口发电厂5号锅炉改造摆动燃烧器,通过实验建模的方法得出了摆动燃烧器调节再热汽温的对象特性,同时还介绍了该系统的控制策略和现场控制系统,并运用MATLAB软件对控制参数进行了优化。     

四角切圆燃烧超低NO_x锅炉变负荷特性研究

为了摸清600 MW亚临界机组深度空气分级超低NO_x锅炉变负荷特性及规律,实现防结渣、高效燃烧和超低NO_x排放一体化目标,通过静态和动态特性试验优化后,改造后机组出现的升负荷过程后屏蒸汽超温超压、降负荷过程再热汽温低等问题得到有效解决。通过试验发现:主燃烧器摆角对再热汽温的调节作用由燃尽风上下摆角替代、改变氧量偏置和风门开度可以调整炉膛不同高度下燃烧份额的分配和优化炉内燃烧状态。     

基于XGBoost建模及改进灰狼优化算法的再热汽温预测优化控制

为改善燃煤机组频繁变负荷过程中再热汽温的控制效果,提出一种基于机器学习的再热汽温预测优化控制方法。首先利用机组变负荷历史运行数据和XGBoost算法进行再热汽温特性建模,并采用随机搜索算法对模型参数进行优化以提高其预测精度。以最终的模型为基础,采用改进的灰狼优化算法(IGWO)对烟气侧再热挡板开度和蒸汽侧喷水减温阀指令进行实时寻优,实现再热汽温的预测优化控制。利用仿真机进行优化控制仿真试验。试验结果表明：采用智能预测优化控制方案可有效改善再热汽温控制效果,明显减少减温喷水用量,有助于提高机组的经济性。     

基于PIDNN的二次再热机组汽温控制策略研究

基于PSO粒子群算法辨识得到的二次再热机组主再热汽温模型参数,在Simulink上搭建了多输入多输出被控对象;并设计了基于PIDNN(PID神经元网络)的新型汽温控制策略。仿真结果表明:PIDNN通过在线学习修改网络权值,有效解决汽温系统之间耦合严重的问题,所提汽温控制策略优于传统PID控制策略,控制效果较理想。     

600MW亚临界锅炉低氮改造后汽温特性研究

以某台600MW亚临界锅炉为例,分析了低氮改造对其汽温静态特性和动态特性的影响.结果表明:低氮改造后炉内温度场、受热面结渣情况和锅炉运行模式均发生较大变化,对锅炉汽温特性产生较大影响;高负荷时锅炉汽温主要受分级燃烧导致的炉膛出口烟气温度上升和受热面结渣改善导致的炉膛出口烟气温度下降的综合影响;低负荷时锅炉汽温主要受分级燃烧导致的炉膛火焰中心高度降低和炉膛出口氧量的影响;快速降负荷过程中,炉膛火焰中心高度降低与汽轮机高压缸排汽温度下降对再热汽温的叠加影响是导致再热汽温易超跌的主要原因.     

基于数据驱动算法的再热蒸汽温度动态预测

锅炉再热蒸汽温度具有强非线性和大滞后特性,为解决其软测量中常规单一模型预测精度不足的问题,提出一种基于自适应提升算法(Adaptive Boosting, Adaboost)和极限梯度提升(eXtreme Gradient Boosting, XGBoost)的数据驱动建模方法。利用变分模态分解对数据进行深度解析,通过XGBoost建立预测模型,将其作为弱学习器,经过Adaboost算法的不断迭代,配合误差动态修正(Error Dynamic Correction, EDC)构造出一种再热蒸汽温度动态数据驱动模型。结果表明：模型最终的精度评价指标均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)和平均绝对误差(Mean Absolute Error, MAE)分别为1.733和1.387,与常规的支持向量回归、随机森林及XGBoost模型相比表现更为优异,可以实现再热蒸汽温度的快速准确预测,为后续再热汽温优化控制问题提供有效的参考。     

中间再热抽汽式汽轮机调节系统的自整条件

本文推导了再热抽汽式汽轮机调节系统的静态自整条件,结果表明再热抽汽机组的动态自整条件与凝汽抽汽机组动态自整条件是不同的。所得结论对调节系统设计具有指导意义。     

空气分级燃烧对再热汽温动态特性的影响及控制策略

四角切圆燃烧锅炉低NOx空气分级燃烧改造后的运行实践表明,空气分级燃烧技术对锅炉变负荷运行特性有着明显影响,主要表现为变负荷过程中,汽压反应滞后,再热汽温波动幅度增加,加负荷过程中汽温容易超温,减负荷过程中出现汽温偏低现象。通过分析低NOx空气分级燃烧对锅炉变负荷汽温动态性能影响的机理,提出了二次风挡板变负荷动态附加开度的概念,并进行了工程应用,取得了显著效果。     

大型火电机组热力系统变工况经济性分析

基于热力系统的小扰动理论,在热系统变工况计算中考虑汽轮机内汽态膨胀线变化,建立了大型火电机组热力系统变工况计算的数学模型。利用该模型计算得到了主蒸汽温度、主蒸汽压力、真空、再热汽温度、过热器喷水量和再热器喷水量发生扰动时,对机组效率和标准煤耗的定量影响。结果表明,主汽温度、再热汽温度、过热器喷水、再热器喷水的影响基本呈线性关系,而主汽压力和汽轮机真空对机组的影响则是非线性的。     

A neural net model-based multivariable long-range predictivecontrol strategy applied in thermal power plant control

A constrained multivariable control strategy along with its application in more efficient thermal power plant control is presented in this paper. A neural network model-based nonlinear long-range predictive control algorithm is derived, which provides offset-free closed-loop behavior with a proper and consistent treatment of modeling errors and other disturbances. A multivariable controller is designed and implemented using this algorithm. The system constraints are taken into account by including them in the control algorithm using real-time optimization. By running a simulation of a 200 MW oil-fired drum-boiler thermal power plant over a load-profile along with suitable PRBS signals superimposed on controls, the operating data is generated. Neural network (NN) modeling techniques have been used for identifying global dynamic models (NNARX models) of the plant variables off-line from the data. To demonstrate the superiority of the strategy in a MIMO case, the controller has been used in the simulation to control main steam pressure and temperature, and reheat steam temperature during load-cycling and other severe plant operating conditions     

基于调门节流的二次再热机组负荷响应特性研究

针对超超临界二次再热机组并网运行过程中存在负荷快速响应能力不足的问题,以1000MW超超临界二次再热机组为研究对象,基于LabVIEW软件,开发超超临界二次再热机组动态仿真试验平台,仿真分析基于调门节流方式的二次再热机组负荷动态响应特性,并与一次再热机组进行对比。分析结果表明:在相同的阀位指令下,二次再热机组的负荷响应能力滞后于一次再热机组,为满足电网的AGC和一次调频的考核,二次再热机组需预留较大比例的主汽压力节流运行。     

基于Dymola平台的超超临界二次再热机组切除高压加热器动态仿真

为了分析某660 MW超超临界二次再热燃煤机组快速响应动态特性,基于Modelica/Dymola平台建立了高精度二次再热机组动态仿真模型。为了验证模型的可靠性和精确性,将仿真结果与不同负荷下设计数据进行比较发现,模型在不同负荷下的静态误差均在±5%以内。针对目前灵活性运行对电网负荷快速响应要求,模拟机组在分别切除4个高压加热器后负荷的瞬态响应特性,并具体分析了切除1号高压加热器对汽轮机抽汽以及锅炉主要受热面烟气侧与蒸汽侧动态特性的影响,获得了切除高压加热器后汽轮机抽汽变化动态过程和发电功率快速响应情况,以及锅炉烟气侧与蒸汽侧的参数变化动态过程。模拟结果表明：切除4个高压加热器均可以有效增加机组瞬时电负荷,分别可以达到29.8,15.6,8和6 MW,快速发电功率增加持续时间达到1 100,100,130和250 s,说明切除高压加热器可以改善二次再热燃煤机组对电网自动发电控制(AGC)的快速响应特性。     

燃煤热电厂三维可视化管系监测系统的应用

叙述了燃煤热电厂主蒸汽管道、热再热蒸汽管道、冷再热蒸汽管道、高压给水管道(四大管道)和支吊架构建的管道监测系统的结构、数据处理、模型组建以及系统模块的研发路径.介绍了现场应用三维可视化技术、管道设备在线监测和状态计算,取得的成功经验和应用效果.实时数据的接入和有限元计算的程序化,使原有的静态档案式管理模式提升为实时动态...     

大型机组再热汽温调节手段研究

分析再热汽温调节手段方面的问题 ,讨论了影响再热汽温的因素 ,对当前应用最多的两种调温手段 :烟气挡板和摆动燃烧器存在的问题进行了研究 ,并根据台州电厂 8号炉和北仑 3号炉的试验结果给出了两种不同型式的烟气调温挡板开度与过、再热器侧烟速比的关系