低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统，完善优化了控制策略，通过引入模型预估，有效解决了低热值煤燃烧机组自动发电控制调节品质差和主汽压力偏差大的技术问题，同时也大大降低了锅炉结焦的风险，可同时适用于单炉膛和双炉膛的亚临界和超临界不同类型低热值煤燃烧机组，通过引入模型预估，拟合机组负荷和一次风量的曲线，采用超前滞后发生器来补偿锅炉对一次风量的快速需求，从而弥补燃料的纯迟延，摒弃了机组负荷变化时煤量、风量同步按比例增减的常规控制思路，使一次风量提前给煤量动作，适时加入一定的内部可控扰动量，保证了可快速响应电网调度对机组负荷变化的要求，同时兼顾考虑到低热值煤机组的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统
本专利技术一种低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统，属于自动控制系统
，特别涉及一种低热值煤燃烧基于模型预估的一次风自动控制系统。
技术介绍
低热值煤燃烧技术是一种高效低污染清洁的燃烧技术，能够实现炉内燃烧过程中的直接脱硫，有效抑制氮氧化物的排放，能源危机和越来越突出的环保问题使人们促进了这种低热值煤燃烧技术的发展和成熟。但由于采用低热值煤种，煤质热量低，主要依靠多次循环重复燃烧才能够提供给锅炉相应的足够热量。为了保证电网系统的安全稳定，目前大容量机组均要求投入自动发电控制(AGC)，以满足电网调度对机组负荷快速变化的要求，但由于低热值煤锅炉的热惯性要远比常规煤粉锅炉大，在给煤量发生扰动后，十几分钟后主汽压力才有所反应变化，由于给煤是在炉内和炉外(设置有外置床)通过多次循环才能燃尽，从而释放出全部热量，因此燃料侧扰动的纯迟延和惯性时间都较煤粉炉大很多，如果采用常规控制思路，势必就造成AGC调节品质差，机组负荷变化响应慢，较难满足电网调度的要求；主汽压力偏差大，影响机组安全稳定运行。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术存在的不足，提供了一种低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统，完善优化了控制策略，通过引入模型预估，有效解决了低热值煤燃烧机组自动发电控制调节品质差和主汽压力偏差大的技术问题，同时也大大降低了锅炉结焦的风险，可同时适用于单炉膛和双炉膛的亚临界和超临界不同类型低热值煤燃烧机组。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统，包括参数变送器、设定值模块、切换模块、超前滞后发生器模块、加法器模块、减法器模块、函数发生器模块、PID控制器模块。一次风量设定值参数变送器PT2的输出端与函数发生器模块M1的输入端i1连接，函数发生器模块M1的输出端O1与超前滞后发生器模块M2的输入端i1连接，超前滞后发生器模块M2的输出端O2与减法器模块M3的第二输入端i2连接，函数发生器模块M1的输出端O1与减法器模块M3的第一输入端i1连接，减法器模块M3的输出端O3与第一加法器模块M4的第二输入端i2连接，函数发生器模块M1的输出端O1同时与第一加法器模块M4的第一输入端i1连接，第一设定值模块M5的输出端O5与切换模块M7的第一输入端i1连接，第二设定值模块M6的输出端O6与切换模块M7的第二输入端i2连接，床温高于900℃信号与切换模块M7的切换端S连接，切换模块M7的输出端O7与第二加法器模块M8的第二输入端i2连接，第一加法器模块M4的输出端04与第二加法器模块M8的第一输入端i1连接，第二加法器模块M8的输出端O8与PID控制器模块M9的设定值SP端连接，一次风量设定值参数变送器PT1的输出端与PID控制器模块M9的过程值PV端连接，PID控制器模块M9的输出端O9与控制单元(一次风挡板)连接。函数发生器模块M1，为如下函数关系的函数发生器模块：风量设定值％0507080100110拟合曲线输出值％303237404646第一设定值模块M5是设定值为0％的设定值模块。第二设定值模块M6是设定值为3％的设定值模块。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：本专利技术解决了低热值煤燃烧机组自动发电控制调节品质差和主汽压力偏差大的技术问题。其控制原理是在常规一次风控制策略的基础上，通过引入模型预估，拟合机组负荷和一次风量的曲线，采用超前滞后发生器来补偿锅炉对一次风量的快速需求，从而弥补燃料的纯迟延，摒弃了机组负荷变化时煤量、风量同步按比例增减的常规控制思路，使一次风量提前给煤量动作，适时加入一定的内部可控扰动量，保证了可快速响应电网调度对机组负荷变化的要求，同时也保证了主汽压力偏差控制在±0.2～±0.5MPa较小的范围之内。同时兼顾考虑到低热值煤机组的安全稳定运行，当锅炉床温高于900℃时，通过适当加入一定的风量前馈量(一次风量的百分之三)，来确保锅炉不会出现结焦和风帽堵塞的问题。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统，包括一次风量参数变送器PT1、一次风量设定值参数变送器PT2、第一设定值模块M5、第二设定值模块M6、切换模块M7、超前滞后发生器模块M2、第一加法器模块M4、第二加法器模块M8、减法器模块M3、函数发生器模块M1和PID控制器模块M9，所述一次风量设定值参数变送器PT2的输出端与函数发生器模块M1的输入端i1相连，所述函数发生器模块M1的输出端O1与超前滞后发生器模块M2的输入端i1相连，所述超前滞后发生器模块M2的输出端O2与减法器模块M3的第二输入端i2相连，所述函数发生器模块M1的输出端O1与减法器模块M3的第一输入端i1相连，所述减法器模块M3的输出端O3与第一加法器模块M4的第二输入端i2相连，所述函数发生器模块M1的输出端O1同时与第一加法器模块M4的第一输入端i1相连，所述第一设定值模块M5的输出端O5与切换模块M7的第一输入端i1相连，所述第二设定值模块M6的输出端O6与切换模块M7的第二输入端i2相连，床温高于900℃信号与切换模块M7的切换端S相连，所述切换模块M7的输出端O7与第二加法器模块M8的第二输入端i2相连，第一加法器模块M4的输出端O4与第二加法器模块M8的第一输入端i1相连，第二加法器模块M8的输出端O8与PID控制器模块M9的设定值SP端相连，一次风量参数变送器PT1的输出端与PID控制器模块M9的过程值PV端相连，所述PID控制器模块M9的输出端O9与一次风挡板控制单元相连。切换开关模块：s＝0，o＝i1；s＝1，o＝i2加法器模块：o＝i1+i2减法器模块：o＝i1-i2超前滞后模块：下表本专利技术中涉及的符号说明示意图第一设定值模块M5是设定值为0％的设定值模块。第二设定值模块M6是设定值为3％的设定值模块。本专利技术解决了低热值煤燃烧机组自动发电控制调节品质差和主汽压力偏差大的技术问题。其控制原理是在常规一次风控制策略的基础上，通过引入模型预估，拟合机组负荷和一次风量的曲线，采用超前滞后发生器来补偿锅炉对一次风量的快速需求，从而弥补燃料的纯迟延，摒弃了机组负荷变化时煤量、风量同步按比例增减的常规控制思路，使一次风量提前给煤量动作，适时加入一定的内部可控扰动量，保证了可快速响应电网调度对机组负荷变化的要求，同时也保证了主汽压力偏差控制在±0.2～±0.5MPa较小的范围之内。同时兼顾考虑到低热值煤机组的安全稳定运行，当锅炉床温高于900℃时，通过适当加入一定的风量前馈量(一次风量的百分之三)，来确保锅炉不会出现结焦和风帽堵塞的问题。上面结合附图对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统，其特征在于，包括一次风量参数变送器PT1、一次风量设定值参数变送器PT2、第一设定值模块M5、第二设定值模块M6、切换模块M7、超前滞后发生器模块M2、第一加法器模块M4、第二加法器模块M8、减法器模块M3、函数发生器模块M1和PID控制器模块M9，所述一次风量设定值参数变送器PT2的输出端与函数发生器模块M1的输入端i

【技术特征摘要】
1.低热值煤燃烧基于模型预估一次风控制系统，其特征在于，包括一次风量参数变送器PT1、一次风量设定值参数变送器PT2、第一设定值模块M5、第二设定值模块M6、切换模块M7、超前滞后发生器模块M2、第一加法器模块M4、第二加法器模块M8、减法器模块M3、函数发生器模块M1和PID控制器模块M9，所述一次风量设定值参数变送器PT2的输出端与函数发生器模块M1的输入端i1相连，所述函数发生器模块M1的输出端O1与超前滞后发生器模块M2的输入端i1相连，所述超前滞后发生器模块M2的输出端O2与减法器模块M3的第二输入端i2相连，所述函数发生器模块M1的输出端O1与减法器模块M3的第一输入端i1相连，所述减法器模块M3的输出端O3与第一加法器模块M4的第二输入端i2相连，所述函数发生器模块M1的输出端O1同时与第一加法器模块M4的第一输入端i1相连，所述第一设定值模块M5的输出端O5与切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：温武，张屹峰，白东海，周策，贾峰生，张志刚，王蓉，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14