减温调节.docx

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减温调节

神头二电厂2×500MW机组的#1炉Ⅰ级减温控制系统，采用了同#2炉Ⅰ级减温控制系统相同的控制策略。

这也是针对系统管道长、受热面大、迟延现象严重，而且在电力负荷大幅度变化及磨煤机组合方式不同时，对被调对象的出口汽温要求也不同，而且对二级减温系统影响较大。

因此，我们采用了分段智能化多重给定控制系统。

分段智能化多重给定控制系统方框图如下∶

其中IC为智能反馈控制模块，IS1、IS2、IS3分别为三种智能给定值校正模块，G1、G5和G2、G6分别为各段的主调和付调，G3、G7和G4、G8分别为各段的付对象和主对象，Y1r、Y2r为各段系统的给定值，Y1r为Ⅰ级减温系统的初始给定值，Y1、Y2为各段系统的输出值，Y1还是二级减温系统的一种外扰，U1、U2为各级的调节变量，Ua、Ub是各段的主调输出，也是付环的给定值输入。

智能模块IC和IS利用产生式规则实现控制动作。

上述控制系统由于智能控制模块的参与，能十分有效地恢复和协调前段系统的能控性，能合理地按工艺定出主给定曲线，并能灵活地视火焰中心的变化校正给定曲线，对多容特大惯性对象的控制具有更强的干扰性和鲁棒性。

本系统自6月份投运以来，经受多次考验，负荷变化及磨煤机组合方式发生变化，火焰中心校正模块IS3随即改变给定值，其出口汽温被控制在±5℃范围内（现场要求±10℃）。

实践证明，它的投入被控参数基本被控制在允许偏差内，能很好满足运行要求，既减轻了人员的劳动强度，也为大机组的自动化水平的提高奠定了基础。

神头二电厂#2机组1650T/H锅炉的Ⅰ级减温系统由于对象本身管道长，受热面大，迟延现象严重，而且在电力负荷大幅度变化及磨煤机组合方式不同时，对被调对象的出口汽温要求也不同，另外对后一级减温系统影响较大。

针对上述问题，我们在#2机组的Ⅰ级减温系统中采用了分段智能化多重给定控制系统。

分段智能化多重给定控制系统方框图如下∶

其中IC为智能反馈控制模块，IS1、IS2、IS3分别为三种智能给定值校正模块，G1、G5和G2、G6分别为各段的主调和付调，G3、G7和G4、G8分别为各段的付对象和主对象，Y1r、Y2r为各段系统的给定值，Y1r为Ⅰ级减温系统的初始给定值，Y1、Y2为各段系统的输出值，Y1还是二级减温系统的一种外扰，U1、U2为各级的调节变量，Ua、Ub是各段的主调输出，也是付环的给定值输入。

智能模块IC和IS利用产生式规则实现控制动作。

上述控制系统由于智能控制模块的参与，能十分有效地恢复和协调前段系统的能控性，能合理地按工艺定出主给定曲线，并能灵活地视火焰中心的变化校正给定曲线，对多容特大惯性对象的控制具有更强的干扰性和棒性。

本系统自6月份投运以来，经受多次考验，负荷变化及磨煤机组合方式发生变化，火焰中心校正模块IS3随即改变给定值，其出口汽温被控制在±5℃范围内（现场要求±10℃）。

实践证明，它的投入被控参数基本被控制在允许偏差内，能很好满足运行要求，既减轻了人员的劳动强度，也为大机组的自动化水平的提高奠定了基础。

1.

神二500MW机组Ⅰ级减温自动

控制系统改进与投入

宋年年白敬东

（太原工业大学）（神头二电厂）

摘要针对神二500MW机组锅炉Ⅰ级喷水减温系统被控对象纯迟延大，且随电力负荷变化而变化频繁导致的不易控制等难题，本文设计了一种具有一个智能控制模块和三个智能给定校正模块的分段智能化串级控制系统，实际应用证实了该系统的抗干扰性和鲁棒性。

关键词智能控制，智能给定，分段控制

1.引言

神头二电厂500MW机组所用的1650T/H锅炉容量大，一级减温被控对象（含一级减温器、墙式过热器、Ⅱ级过热器）系统管路长，惯性时滞大（长达180S），是一种大迟延的多容惯性环节，在工程实际中，如果遇到电力负荷大幅度变化、磨煤机故障等异常扰动时，会有不同负荷，要求不同的二级过热器输出汽温；也会出现二级减温系统的“减温水阀门已全开，被控汽温仍很高或者减温水阀门已关死，被控汽温仍很低”这类丧失能控性的现象；还会有因上、中、下排磨煤机的不同组合会改变火焰中心点位置而影响汽温的大干扰现象等等。

因此，针对上述三类问题，我们设计了带智能控制IC和智能多重给定值校正的分段汽温控制系统。

2.智能规则

带智能控制IC和智能多重给定值校正的分段汽温控制系统方框图如下。

其中，IC为智能反馈控制模块；IS1、IS2、IS3分别为三种智能给定值校正模块；G1、G5和G2、G6分别为各级的主调和副调；G3、G7和G4、G8分别为各段的副对象和主对象；Y1r、Y2r为各级系统的给定值；Y’1r为二级过热汽温的初始给定值；Y1、Y2为各级系统的输出值；Y1还是第Ⅱ级系统的一种外扰；U1、U2为各级的调节变量；Ua、Ub为各级的主调输出，也是副环的给定值输入。

智能模块IC和IS都是利用产生式规则“IF（过程状态集）THEN（控制规则集）”实现控制动作的。

2.1智能反馈控制模块IC的规则

在图示第一级系统中，“主调G1旁并联的智能反馈控制模块IC”的控制描述为∶

IF（A1ANDB1）THEN（C1）

IF（A2ANDB2）THEN（C2）

其中∶A1—（Y1>（Y2g+K1℃））；A2—（Y2<（Y2g—K1℃））；

B1=dY1/dt>K2;B2=dY2/dt

C1—将副环给定温度Ua提高K3%并持续一个控制周期（K4秒）；

C2—将副环给定温度Ua提高K3%并持续一个控制周期（K4秒）；

常系数∶K1—Y2希望的死区温度值，也是IC模块动作的开启条件之一；

K2—Y2的速度值，也是IC模块动作的开启条件之二；

K3—IC模块的开启幅度；

K4—IC模块的开启宽度。

2.2多重智能给定值校正模块IS的规则

2.2.1IS1的规则

在图示中，“根据工艺规程设定Y1r主值的智能模块IS1”具有下述的非线性饱和描述

IF（A3）THEN（C3）

IF（A4）THEN（C4）

IF（A5）THEN（C5）

其中∶A3—电力负荷小于26.5MW；

C3—将第一级系统的主给定温度Y1r定为K5℃；

A4—电力负荷大于43.5MW；

pC4—将第一级系统的主给定温度Y1r定为K6℃；

A5—电力负荷大于26.5MW并且小于43.5MW；

C5—将IS1设定为【（K6～K5）℃/（43.5～26.5）MW】=～K7（℃/MW）的反比环节。

系数K5、K6为相应的常数设定值。

2.2.2IS2的规则

在图示中，“根据前级系统的能控性校正给定值的智能模块IS2”具有下述控制描述

IF（A6）THEN（C6）

IF（A7）THEN（C7）

其中∶A6—第二级系统调节阀门U2的开度已高达K8%；

C6—将第一级系统的主环给定温度Y1r降低K9℃并持续一个控制周期（K4秒）；

A7—第二级系统调节阀门U2的开度已低于K10%；

C7—将第一级系统的主环给定温度Y1r提高K11℃并持续一个控制周期（K4秒）。

系数K8、K9、K10、K11为相应的常数设定值。

2.2.3IS3的规则

图示中“根据炉膛火焰中心校正给定值的智能模块IS3”具有下述控制描述

IF（A8）THEN（C8）

IF（A9）THEN（C9）

其中∶A8—六台磨煤机中的两台上排磨均开启；

C8—将主环给定温度Y1r降低K12℃；

A9—六台磨煤机中的任一台上排磨开启；

C9—将主环给定温度Y1r降低K13℃。

系数K12、K13为相应的常数设定值。

3.现场应用与结果分析

现场中作中负荷下的对象特性测试，可得副对象（即一级喷水减温器）与主对象（即二级墙式过热器与二级过热器）的近似传递函数分别为

G3（S）=—0.27/（1+5S）3

G4（S）=0.96/【（1+12S）2（1+48S）4】

可见，这是一种多容大惯性被控对象。

现场中整定控制参数

最后将上述控制系统的结构和参数分别进行模拟块和逻辑块两类组态并投入现场运行，获得了下图所示的一组时间（横轴）总长度为260分钟的记录曲线。

由图中可见，低负荷初始阶段减少了喷煤量，Ⅱ级控制阀U2已关小到K10%以下，故IS2动作以便将Y1r提高K11℃，U1开度变小，Y1汽温略升，以支援U2回复到能控的范围内，同时还能支援Y2回升到Y2g附近的范围内。

又，当负荷由36万千瓦降为31万千瓦时，磨的组合由原来的4#、2#、5#、3#，降低为1#、4#、2#、5#，因此，火焰中心校正模块IS3降低了给定温度值8℃，这时由Y1可见跟踪良好。

此外，由负荷变化可见主给定Y1r也是连续变化的，即IS1模块发挥了作用。

4.结论

上述方案参数调整灵活，并具有非线性控制器动作及时和稳定性良好等特点，能合理地按工艺定出主给定曲线，并能灵活地视火焰中心变化校正曲线，对多容特大惯性被控对象进行控制时，具有更强的抗干扰性和鲁棒性。

从现场投运效果来看，各项调节品质指标令人满意。

系统投入后，为锅炉压线运行提供了有利保证，对延长寿命起着重要作用，同时又减轻了运行人员的劳动强度，提高了大型机组的自动化水平。

500MW机组Ⅰ级减温自动

控制系统改进与投入

神头二电厂热控车间

一九九六年十二月