超臨界機組燃料―汽壓系統(tǒng)建模與控制策略研究.pdf

1、當(dāng)今社會能源與環(huán)境問題日益突出，超臨界機組由于具有效率高、能耗低等特點，日益成為火電廠裝機的趨勢。超臨界機組的燃燒控制系統(tǒng)是整個控制系統(tǒng)的重要組成部分，目前大多數(shù)火電廠燃煤來源廣、熱值偏差大，嚴重影響了燃燒系統(tǒng)的控制，其控制水平又進一步影響到整個機組控制的安全性與經(jīng)濟性。因此，在燃煤煤種多變的情況下，研究一種適用于超臨界機組的煤質(zhì)自適應(yīng)控制策略，提高機組運行的安全性與經(jīng)濟性，優(yōu)化超臨界機組的控制系統(tǒng)，成為亟待解決的問題。
　　設(shè)計

2、了自適應(yīng)煤質(zhì)前饋校正，以功煤系數(shù)為出發(fā)點，借助組合預(yù)測模型的思想建立一個對入爐煤量的預(yù)測模型，采用方差倒數(shù)法求取前1小時功煤系數(shù)對當(dāng)前時刻功煤系數(shù)的最優(yōu)權(quán)重，實現(xiàn)對入爐煤功煤系數(shù)以及入爐煤煤量的預(yù)測。用入爐煤量的預(yù)測模型對某660MW機組＃4鍋爐入爐煤量進行預(yù)測，結(jié)果表明，用實時入爐煤量的預(yù)測值作為實際給煤量，其準確度能達到97.0%左右，提高了入爐煤量的準確性。
　　主蒸汽壓力是表征超臨界機組機爐能量供求關(guān)系的重要參數(shù)，其主要影

3、響因素為燃料量。目前大部分火電廠燃料煤種雜、熱值波動大，造成主蒸汽壓力波動頻繁，嚴重影響機組的安全運行。在燃料量的前饋控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了二階自抗擾控制器，在燃料量的反饋控制系統(tǒng)中用自抗擾控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID進行閉環(huán)反饋控制，主要是借助擴張狀態(tài)觀測器估計出燃煤熱值自發(fā)擾動，并在動態(tài)過程中將其實時補償，進一步提高入爐煤量的準確性，防止因燃煤熱值波動造成主蒸汽壓力的頻繁波動。采用壓力節(jié)點的方法將超臨界直流鍋爐動態(tài)數(shù)學(xué)模型分為3個壓力節(jié)點

4、，對每個壓力節(jié)點列出質(zhì)量守恒與能量守恒方程，然后對方程進行化簡、無量綱化，最后將3個壓力節(jié)點串聯(lián)即可得到超臨界機組燃料―汽壓系統(tǒng)模型。利用某660MW超臨界機組設(shè)計數(shù)據(jù)進行建模、計算，得出超臨界機組燃料―汽壓系統(tǒng)在100%THA、75%THA、50%THA工況下的模型計算參數(shù)。
　　在三種工況下，對求得的模型分別進行傳統(tǒng)的PID控制與自抗擾控制仿真，結(jié)果表明：與傳統(tǒng)PID控制相比，自抗擾控制的抗干擾能力更強，具有更好的魯棒性，對主