汽包锅炉主汽温度控制方法及系统技术方案

本申请提供了一种汽包锅炉主汽温度控制方法，将II级减温器前的温度作为I级减温控制的主被调量、将过热器分隔屏管壁温度和I级减温器出口汽温进行耦合控制计算后，作为副回路的被调量，引入四段加速的预估控制及增加锅炉热量微分作为调节器前馈，I级减温水调节阀为执行器；主汽温度作为II级减温控制的主被调量、II级减温器后的温度作为II级减温控制的首级副被调量、II级减温水流量作为II级减温控制的末级副被调量，引入防超温PID回路及增加锅炉热量微分作为调节器前馈，II级减温水调节阀为执行器。使一级减温控制系统和二级减温控制系统能够长期投入自动运行，降低运行人员的工作强度，提高机组运行的安全性和经济性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及亚临界压力自然循环汽包锅炉主蒸汽温度控制领域，特别涉及一种汽包锅炉主汽温度控制方法及系统。
技术介绍
随着技术的发展，人们对亚临界压力自然循环汽包锅炉的主蒸汽温度控制的要求越来越高。现有的主蒸汽温度控制采用串级汽温调节系统，但是含有主、副调节器的二级串级汽温调节系统受测量信号的准确性及控制对象大延时、大惯性、非线性等特点的影响，同时减温水调节阀的线性差、调节器灵敏性差，锅炉燃烧影响，造成过热蒸汽一级减温控制系统长期投不上自动、二级减温控制系统控制参数超标，运行人员手动干预频繁，工作强度增大，严重影响机组运行的安全性和经济性。因此，如何使一级减温控制系统和二级减温控制系统能够长期投入自动运行，使主汽温度自动调节的控制目标达成，从而降低运行人员的工作强度，提高机组运行的安全性和经济性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种汽包锅炉主汽温度控制方法及系统，解决了现有技术中过热蒸汽一级减温控制系统长期投不上自动、二级减温控制系统控制参数超标，运行人员手动干预频繁，工作强度增大，严重影响机组运行的安全性和经济性的问题。其具体方案如下：一种汽包锅炉主汽温度控制方法，该方法包括：对一级减温水调节系统，将II级减温器的两个进口汽温进行高选运算，得到高选的进口汽温；对所述高选的进口汽温进行四段加速控制回路处理，处理后的结果作为副调节器的第一前馈量；第一主调节器对所述高选的进口汽温和第一预定值进行PID运算处理，处理后的结果作为所述副调节器的需求量；对过热器分隔屏管壁温度和I级减温器出口汽温进行耦合运算，耦合后的结果作为所述副调节器的被调量；对锅炉热量及其微分后的结果进行求和运算，运算后的结果作为所述副调节器的第二前馈量；所述副调节器对所述第一前馈量、所述第二前馈量、所述需求量和所述被调量进行处理；I级减温水调节阀根据副调节器的处理结果进行温度调节；第二主调节器对主汽温度和第二预定值进行PID运算处理，处理后的结果和II级减温器后的温度作为首级副调节器的输入，经所述首级副调节器处理后的结果与II级减温水流量共同作为末级副调节器的输入，经所述末级副调节器进行PID运算；对所述主汽温度进行防超温处理，得到的防超温处理结果作为所述末级副调节器的前馈量；II级减温水调节阀根据末级副调节器的处理结果进行温度调节。上述的方法，优选的，所述对高选的进口汽温进行四段加速控制回路处理，包括：在所述II级减温器进口汽温的升温趋势满足第一预设条件，机组负荷满足第二预设条件并且所述I级减温水调节阀处于自动方式条件下，比较所述II级减温器进口汽温与温度设定值的大小；当所述II级减温器进口汽温与温度设定值的差值满足预设的加速偏差值时，预估阀门的加速动作值作为对应的阀门开度指令；通过四段惯性环节对所述预估的加速动作值进行平滑处理。上述的方法，优选的，所述对所述主汽温度进行防超温处理，包括：所述主汽温度和第三设定值作为防超温调节器的输入，所述防超温调节器对所述主汽温度和第三设定值进行PID运算处理；将PID运算处理后的结果，进行平滑处理，所述平滑处理为判断所述主汽温度的变化方向，根据所述主汽温度的变化方向，确定惯性时间参数，最终确定防超温控制PID运算处理后的结果动作的速度。上述的方法，优选的，所述根据主汽温度的变化方向，确定惯性时间参数，包括：当所述主汽温度升温时，将所述惯性时间参数设定为预设值，保证阀门动作的及时性，防止主汽温度超温；当所述主汽温度降低时，将所述惯性时间参数设定为最小值，加速阀门回关的速度，预防主汽温度下降过低。一种汽包锅炉主汽温度控制系统，该系统包括：高选单元，用于对一级减温水调节系统，将II级减温器的两个进口汽温进行高选运算，得到高选的进口汽温；四段加速控制回路处理单元，用于对所述高选的进口汽温进行四段加速控制回路处理，处理后的结果作为副调节器的第一前馈量；第一PID运算单元，用于第一主调节器对所述高选的进口汽温和第一预定值进行PID运算处理，处理后的结果作为所述副调节器的需求量；耦合单元，用于对过热器分隔屏管壁温度和I级减温器出口汽温进行耦合运算，耦合后的结果作为所述副调节器的被调量；求和单元，用于对锅炉热量及其微分后的结果进行求和运算，运算后的结果作为所述副调节器的第二前馈量；所述副调节器对所述第一前馈量、所述第二前馈量、所述需求量和所述被调量进行处理；第一控制单元，用于I级减温水调节阀根据副调节器的处理结果进行温度调节；第二PID运算单元，用于第二主调节器对主汽温度和第二预定值进行PID运算处理，处理后的结果和II级减温器后的温度作为首级副调节器的输入，经所述首级副调节器处理后的结果与II级减温水流量共同作为末级副调节器的输入，经所述末级副调节器进行PID运算；防超温处理单元，用于对所述主汽温度进行防超温处理，增加防超温控制PID回路，得到的防超温处理结果作为所述末级副调节器的前馈量；第二控制单元，用于II级减温水调节阀根据所述末级副调节器的处理结果进行温度调节。上述的系统，优选的，所述四段加速控制回路处理单元包括：比较单元，用于在所述II级减温器进口汽温的升温趋势满足第一预设条件，机组负荷满足第二预设条件并且所述I级减温水调节阀处于自动方式条件下，比较所述II级减温器进口汽温与温度设定值的大小；预估单元，用于当所述II级减温器进口汽温与温度设定值的差值满足预设的加速偏差值时，预估阀门的加速动作值作为对应的阀门开度指令；平滑单元，用于通过四段惯性环节对所述预估的加速动作值进行平滑处理。上述的系统，优选的，所述防超温处理单元，包括：第三PID运算单元，用于所述主汽温度和第三设定值作为防超温调节器的输入，所述防超温调节器对所述主汽温度和第三设定值进行PID运算处理；判断单元，用于根据经过PID运算处理后的结果，进行平滑处理，所述平滑处理为判断所述主汽温度的变化方向，根据所述主汽温度的变化方向，确定惯性时间参数，最终确定防超温控制PID运算处理后的结果动作的速度。上述的系统，优选的，所述判断单元包括：第一设定单元，用于当所述主汽温度升温时，将所述惯性时间参数设定为预设值，保证阀门动作的及时性，防止主汽温度超温；第二设定单元，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽包锅炉主汽温度控制方法，其特征在于，该方法包括：对一级减温水调节系统，将II级减温器的两个进口汽温进行高选运算，得到高选的进口汽温；对所述高选的进口汽温进行四段加速控制回路处理，处理后的结果作为副调节器的第一前馈量；第一主调节器对所述高选的进口汽温和第一预定值进行PID运算处理，处理后的结果作为所述副调节器的需求量；对过热器分隔屏管壁温度和I级减温器出口汽温进行耦合运算，耦合后的结果作为所述副调节器的被调量；对锅炉热量及其微分后的结果进行求和运算，运算后的结果作为所述副调节器的第二前馈量；所述副调节器对所述第一前馈量、所述第二前馈量、所述需求量和所述被调量进行处理；I级减温水调节阀根据副调节器的处理结果进行温度调节；第二主调节器对主汽温度和第二预定值进行PID运算处理，处理后的结果和II级减温器后的温度作为首级副调节器的输入，经所述首级副调节器处理后的结果与II级减温水流量共同作为末级副调节器的输入，经所述末级副调节器进行PID运算；对所述主汽温度进行防超温处理，得到的防超温处理结果作为所述末级副调节器的前馈量；II级减温水调节阀根据末级副调节器的处理结果进行温度调节。

【技术特征摘要】
1.一种汽包锅炉主汽温度控制方法，其特征在于，该方法包括：
对一级减温水调节系统，将II级减温器的两个进口汽温进行高选运
算，得到高选的进口汽温；
对所述高选的进口汽温进行四段加速控制回路处理，处理后的结果作
为副调节器的第一前馈量；
第一主调节器对所述高选的进口汽温和第一预定值进行PID运算处
理，处理后的结果作为所述副调节器的需求量；
对过热器分隔屏管壁温度和I级减温器出口汽温进行耦合运算，耦合
后的结果作为所述副调节器的被调量；
对锅炉热量及其微分后的结果进行求和运算，运算后的结果作为所述
副调节器的第二前馈量；所述副调节器对所述第一前馈量、所述第二前
馈量、所述需求量和所述被调量进行处理；
I级减温水调节阀根据副调节器的处理结果进行温度调节；
第二主调节器对主汽温度和第二预定值进行PID运算处理，处理后
的结果和II级减温器后的温度作为首级副调节器的输入，经所述首级副
调节器处理后的结果与II级减温水流量共同作为末级副调节器的输入，
经所述末级副调节器进行PID运算；
对所述主汽温度进行防超温处理，得到的防超温处理结果作为所述末
级副调节器的前馈量；
II级减温水调节阀根据末级副调节器的处理结果进行温度调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对高选的进口汽
温进行四段加速控制回路处理，包括：
在所述II级减温器进口汽温的升温趋势满足第一预设条件，机组负
荷满足第二预设条件并且所述I级减温水调节阀处于自动方式条件下，比
较所述II级减温器进口汽温与温度设定值的大小；
当所述II级减温器进口汽温与温度设定值的差值满足预设的加速偏
差值时，预估阀门的加速动作值作为对应的阀门开度指令；
通过四段惯性环节对所述预估的加速动作值进行平滑处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述主汽温度
进行防超温处理，包括：
所述主汽温度和第三设定值作为防超温调节器的输入，所述防超温调
节器对所述主汽温度和第三设定值进行PID运算处理；
将PID运算处理后的结果，进行平滑处理，所述平滑处理为判断所
述主汽温度的变化方向，根据所述主汽温度的变化方向，确定惯性时间参
数，最终确定防超温控制PID运算处理后的结果动作的速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据主汽温度的
变化方向，确定惯性时间参数，包括：
当所述主汽温度升温时，将所述惯性时间参数设定为预设值，保证阀
门动作的及时性，防止主汽温度超温；
当所述主汽温度降低时，将所述惯性时间参数设定为最小值，加速阀
门回关的速度，预防主汽温度下降过低。
5.一种汽包锅炉主汽温度控制系统，其特征在于，该系统包括：
高选单元，用于对一级减温水调节系统，将II级减温器的两个进口
汽温进行高选运算，得到高选的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永涛，杨保，乔岩涛，
申请(专利权)人：河南华润电力古城有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41