一种基于全维状态观测器的汽包压力预测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于全维状态观测器的汽包压力预测系统及方法，包括重量变送器、转速变送器、机前压力变送器、预测系统及分散控制系统；重量变送器安装在磨煤机皮带吊轨上，转速变送器安装在磨煤机皮带传动轮齿轮箱上，机前压力变送器安装在主蒸汽管道上，重量变送器、转速变送器及机前压力变送器的输出端与预测控制系统的输入端相连接，预测控制系统的输出端与分散控制系统的输入端相连接，该系统及方法能够通过燃烧过程预测汽包压力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全维状态观测器的汽包压力预测系统及方法
本专利技术属于火电机组的汽包压力自动控制领域，具体涉及一种基于全维状态观测器的汽包压力预测系统及方法。
技术介绍
作为火电机组的核心控制系统，锅炉控制系统的控制品质对于燃煤机组的稳定、安全以及高效运行起到关键性作用。由于锅炉的燃烧过程存在有大惯性、强耦合等特点，这导致该系统当前的PID闭环控制策略存在算法缺陷，因此会造成主蒸汽压力波动大的问题无法从根本上避免。随着电力市场的不断改革以及风电、水电等新能源发电机组在电网的占比不断提高，国家对火电机组的考核要求将会日趋严格。在煤种复杂多变的当前环境条件下，提高燃烧品质，维持主蒸汽压力的稳定已成为火电机组当前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提出了一种基于全维状态观测器的汽包压力预测系统及方法，该系统及方法能够通过燃烧过程预测汽包压力。为达到上述目的，本专利技术所述的基于全维状态观测器的汽包压力预测系统包括重量变送器、转速变送器、机前压力变送器、预测系统及分散控制系统；重量变送器安装在磨煤机皮带吊轨上，转速变送器安装在磨煤机皮带传动轮齿轮箱上，机前压力变送器安装在主蒸汽管道上，重量变送器、转速变送器及机前压力变送器的输出端与预测控制系统的输入端相连接，预测控制系统的输出端与分散控制系统的输入端相连接。所述预测系统包括第一控制器及第二控制器，其中，第一控制器的输入端与重量变送器的输出端及转速变送器的输出端相连接，第一控制器的输出端及机前压力变送器的输出端与第二控制器的输入端相连接，第二控制器的输出端与分散控制系统相连接。一种基于全维状态观测器的汽包压力预测方法包括以下步骤：重量变送器检测磨煤机的皮带煤量，再将所述皮带煤量送入到第一控制器中，转速变送器检测磨煤机的皮带转速，然后将该皮带转速发送至第一控制器中，第一控制器根据所述皮带转速及皮带煤量计算瞬时煤量，然后将所述瞬时煤量输入到第二控制器中，机前压力变送器检测主蒸汽管道内蒸汽的压力，并将主蒸汽管道内蒸汽的压力输入到第二控制器中，第二控制器根据瞬时煤量及主蒸汽管道内蒸汽的压力计算汽包压力预测值，然后将汽包压力预测值输入到分散控制系统中进行显示。瞬时总煤量等于皮带煤量与皮带转速的乘积。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的基于全维状态观测器的锅炉汽包压力预测系统及方法，通过磨煤机的皮带煤量、磨煤机的皮带转速及主蒸汽管道内蒸汽的压力计算汽包压力预测值，从而燃烧过程预测汽包压力，在实际操作时，当入炉煤质发生较大变化时，第二控制器输出的汽包压力预测值会提前升高或下降，以表明锅炉能量供需关系发生了变化，通过分散控制系统将汽包压力预测值进行显示，以提示运行人员提前进行加减煤量操作，以维持炉膛燃烧状态的稳定。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术中预测系统4的结构示意图。其中，1为重量变送器、2为转速变送器、3为机前压力变送器、4为预测系统、5为分散控制系统、41为第一控制器、42为第二控制器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1及图2，本专利技术所述的基于全维状态观测器的汽包压力预测系统包括重量变送器1、转速变送器2、机前压力变送器3、预测系统4及分散控制系统5；重量变送器1安装在磨煤机皮带吊轨上，转速变送器2安装在磨煤机皮带传动轮齿轮箱上，机前压力变送器3安装在主蒸汽管道上，重量变送器1、转速变送器2及机前压力变送器3的输出端与预测控制系统4的输入端相连接，预测控制系统4的输出端与分散控制系统5的输入端相连接。所述预测系统4包括第一控制器41及第二控制器42，其中，第一控制器41的输入端与重量变送器1的输出端及转速变送器2的输出端相连接，第一控制器41的输出端及机前压力变送器3的输出端与第二控制器42的输入端相连接，第二控制器42的输出端与分散控制系统5相连接。本专利技术所述的基于全维状态观测器的汽包压力预测方法包括以下步骤：重量变送器1检测磨煤机的皮带煤量，再将所述皮带煤量送入到第一控制器41中，转速变送器2检测磨煤机的皮带转速，然后将该皮带转速发送至第一控制器41中，第一控制器根据所述皮带转速及皮带煤量计算瞬时煤量，然后将所述瞬时煤量输入到第二控制器42中，机前压力变送器3检测主蒸汽管道内蒸汽的压力，并将主蒸汽管道内蒸汽的压力输入到第二控制器42中，第二控制器42根据瞬时煤量及主蒸汽管道内蒸汽的压力计算汽包压力预测值，然后将汽包压力预测值输入到分散控制系统5中进行显示。瞬时总煤量等于皮带煤量与皮带转速的乘积。在计算汽包压力预测值时，以全维状态观测器为核心，利用传输数据所存储的历史数据作为模型进行训练，并保存训练结果，实时瞬时总煤量及蒸汽压力作为状态观测器的输入变量完成模型计算，所获得的输出值即为预测得到的汽包压力。所述全维状态观测器为四阶状态观测器结构，将锅炉燃烧过程划分为四个相同的一阶惯性环节，总燃料量经过的每一阶惯性环节产生一个输出值，通过四个输出值加权后求和的结果表征当前燃烧状态对汽包压力的影响，蒸汽压力经过另一个一阶惯性环节对总燃料量表征的汽包压力进行修正，最终输出汽包压力的预测值。当机组入炉煤质发生较大变化时，第二控制器42输出的汽包压力预测值会提前升高或下降，以表明锅炉能量供需关系产生了变化。通过分散控制系统5将汽包压力预测值进行显示，可提示运行人员提前进行加减煤量操作，以维持炉膛燃烧状态的稳定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全维状态观测器的汽包压力预测系统，其特征在于，包括重量变送器(1)、转速变送器(2)、机前压力变送器(3)、预测系统(4)及分散控制系统(5)；/n重量变送器(1)安装在磨煤机皮带吊轨上，转速变送器(2)安装在磨煤机皮带传动轮齿轮箱上，机前压力变送器(3)安装在主蒸汽管道上，重量变送器(1)、转速变送器(2)及机前压力变送器(3)的输出端与预测控制系统(4)的输入端相连接，预测控制系统(4)的输出端与分散控制系统(5)的输入端相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于全维状态观测器的汽包压力预测系统，其特征在于，包括重量变送器(1)、转速变送器(2)、机前压力变送器(3)、预测系统(4)及分散控制系统(5)；
重量变送器(1)安装在磨煤机皮带吊轨上，转速变送器(2)安装在磨煤机皮带传动轮齿轮箱上，机前压力变送器(3)安装在主蒸汽管道上，重量变送器(1)、转速变送器(2)及机前压力变送器(3)的输出端与预测控制系统(4)的输入端相连接，预测控制系统(4)的输出端与分散控制系统(5)的输入端相连接。


2.根据权利要求1所述的基于全维状态观测器的汽包压力预测系统，其特征在于，所述预测系统(4)包括第一控制器(41)及第二控制器(42)，其中，第一控制器(41)的输入端与重量变送器(1)的输出端及转速变送器(2)的输出端相连接，第一控制器(41)的输出端及机前压力变送器(3)的输出端与第二控制器(42)的输入端相连接，第二控制器(42)的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亦文，耿林霄，王林，高林，周俊波，王明坤，侯玉婷，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61