專(zhuān)利名稱(chēng):一種火電廠鍋爐的燃料控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及ー種火力發(fā)電廠鍋爐的燃料控制方法,尤其是涉及ー種在分散控制系統(tǒng)上(DCS)實(shí)現(xiàn)的基于模糊校正的適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的火力發(fā)電廠鍋爐的燃料控制方法。
背景技術(shù):
目前火力發(fā)電廠鍋爐燃煤控制主要采用基于鍋爐特性的前饋控制加上PID校正的控制策略。鍋爐燃料前饋信號(hào)由靜態(tài)部分加動(dòng)態(tài)部分組成。靜態(tài)部分由鍋爐的特性決定在鍋爐穩(wěn)定狀態(tài)下負(fù)荷和燃料的對(duì)應(yīng)關(guān)系,動(dòng)態(tài)部分用于彌補(bǔ)在變エ況下鍋爐エ質(zhì)和鍋爐本體的蓄熱變化需要的燃料。如果鍋爐特性和燃料的特性不發(fā)生變化,整定好的燃料前饋信號(hào)比較準(zhǔn)確且控制效果良好,目前在電廠廣泛應(yīng)用。但目前隨著燃料成本的增加為降低生產(chǎn)成本電廠普遍采用2種或以上的煤種混 燒來(lái)降低發(fā)電成本,且燃燒煤種不固定,所以煤的發(fā)熱量及燃料特性變化較大;還有,隨著主、附設(shè)備老化、受熱面污染等原因鍋爐的特性也會(huì)逐漸發(fā)生變化。由于燃料熱值的多變和鍋爐特性的變化導(dǎo)致原廣泛采用的控制策略效果變差,尤其機(jī)組在變負(fù)荷過(guò)程中有時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的負(fù)荷、壓カ和溫度發(fā)生較大的波動(dòng)而影響機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題,就是提供ー種能適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的火力發(fā)電廠鍋爐的燃料控制方法,使得機(jī)組在變負(fù)荷過(guò)程中機(jī)組的負(fù)荷、壓カ和溫度波動(dòng)較小,提高機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性。解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為參見(jiàn)圖I和圖2,一種適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的燃料控制方法,包括以下步驟SI將對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程起重要影響的信號(hào)的偏差e經(jīng)規(guī)則(1-1)轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0-2范圍內(nèi)的第一模糊隸屬度;S2將對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程起重要影響的信號(hào)的偏差變化率 經(jīng)過(guò)規(guī)則f2 (1-2)轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0-2范圍內(nèi)的第二模糊隸屬度;S3將步驟SI和步驟S2所得的第一、第二模糊隸屬度經(jīng)過(guò)乘積規(guī)則(1-3)乘積;S4將步驟S3所得乘積再經(jīng)過(guò)規(guī)則f3 (1-4)轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0-2范圍內(nèi)的一個(gè)變量修正系數(shù);S5將步驟S4所得的變量修正系數(shù)與原有的前饋信號(hào)相乘得出適應(yīng)鍋爐特性變化和燃料變化的前饋信號(hào)。所述的步驟SI中對(duì)過(guò)程影響起重要影響的信號(hào)包括主蒸汽壓力、中間點(diǎn)溫度、機(jī)組負(fù)荷等參數(shù)。所述的規(guī)則も和f2為根據(jù)對(duì)象特性做實(shí)驗(yàn)得出的以變量偏差或變量偏差變化率為橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)數(shù)值范圍在0-2內(nèi)的折線圖,f3為實(shí)驗(yàn)得出的根據(jù)步驟S3得出的隸屬度乘積為橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)數(shù)值范圍在0-2內(nèi)的修正系數(shù)。圖3為目前火電廠鍋爐燃煤控制的前饋回路,鍋爐模型確定后鍋爐的燃料前饋也就確定,當(dāng)鍋爐的燃料和鍋爐特性發(fā)生變化時(shí)燃料前饋不會(huì)發(fā)生變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正所以鍋爐的主要過(guò)程如主蒸汽溫度、主蒸汽壓カ等鍋爐重要參數(shù)就會(huì)發(fā)生較大偏差導(dǎo)致機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)能力下降、機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性降低。有益效果本發(fā)明提供的適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的燃料控制方法及系統(tǒng),可提高火電廠鍋爐的主要參數(shù)的穩(wěn)定性達(dá)到提高火電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性目的。
圖I為本發(fā)明的能適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的火力發(fā)電廠鍋爐的燃料控制方法的模糊控制框·
圖2為圖I的模糊控制框圖的簡(jiǎn)化表示圖;圖3為目前火電廠鍋爐燃煤控制的前饋回路控制框圖;圖4為本發(fā)明的基于鍋爐特性的模糊燃料前饋控制原理框圖;圖5為根據(jù)對(duì)象特性做實(shí)驗(yàn)確定得出的規(guī)則も和f2曲線圖。
具體實(shí)施例方式適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的燃料控制方法,要得到前饋信號(hào)的修正系數(shù),包括以下步驟I)將鍋爐主蒸汽壓カ的偏差及其變化率經(jīng)模糊化算法4-1產(chǎn)生數(shù)值在0-2范圍內(nèi)的修正系數(shù),再和負(fù)荷燃料靜態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系4-2相乗。(此步驟即S5)模糊化算法4-1又包括以下步驟SI將鍋爐主蒸汽壓カ偏差e經(jīng)規(guī)則f\l-l轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0_2范圍內(nèi)的第一模糊隸
屬度;S2將壓カ偏差變化率 經(jīng)過(guò)規(guī)則f2l_2轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0-2范圍內(nèi)的第二模糊隸屬度;S3將步驟SI和步驟S2所得的第一、第二模糊隸屬度經(jīng)過(guò)乘積規(guī)則(1-3)相乘;S4將步驟S3所得乘積再經(jīng)過(guò)規(guī)則f3l_4轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0_2范圍內(nèi)的ー個(gè)修正系數(shù)。2)增加負(fù)荷回路燃料4-6乘于4-5壓カ模糊修正系數(shù),同樣,包括以下步驟SI將主蒸汽壓カ偏差e經(jīng)規(guī)則f\l-l轉(zhuǎn)化為0_2的第一模糊隸屬度;S2將主蒸汽壓カ偏差變化率 經(jīng)過(guò)規(guī)則f2l_2轉(zhuǎn)化為數(shù)值0-2的第二模糊隸屬度;S3將步驟SI和步驟S2所得的第一、第二模糊隸屬度經(jīng)過(guò)乘積規(guī)則1_3乘積;S4將步驟S3所得乘積再經(jīng)過(guò)規(guī)則f3l_4轉(zhuǎn)化為數(shù)值0_2的ー個(gè)修正系數(shù);3)負(fù)荷減回路燃料4-8乘于4-3壓カ模糊修正系數(shù),同樣如上處理;4)將I) -3)三項(xiàng)燃料量相加作為燃料前饋信號(hào)輸出。步驟SI中對(duì)過(guò)程影響起重要影響的信號(hào)包括主蒸汽壓力、中間點(diǎn)溫度等變量偏差或它們的變化率,規(guī)則和f2為如圖5所示的折線圖,Pl……Pn的點(diǎn)坐標(biāo)根據(jù)對(duì)象特性做實(shí)驗(yàn)確定得出,f3為類(lèi)似圖5的折線運(yùn)算規(guī)則,由于采用f (X)進(jìn)行模糊運(yùn)算所以這樣模糊運(yùn)算在DCS容易實(shí)現(xiàn)。f3規(guī)則求取方法類(lèi)似も和f2只是變量不同。4-1、4-5、4_8三個(gè)模糊化模塊根據(jù)用處不同轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的整定。對(duì)基于鍋爐特性的前饋進(jìn)行修正,取主汽壓カ偏差和它的變化率通過(guò)模糊算法對(duì)原有的燃料前饋 的三部分進(jìn)行模糊修正,模糊修正模塊通過(guò)對(duì)壓力及其變化率的模糊運(yùn)算能反應(yīng)燃料及鍋爐特性的變化,通過(guò)對(duì)模糊化模塊系數(shù)的修正對(duì)原有的4-2、4-5、4_8三個(gè)前饋進(jìn)行模糊修正,因?yàn)槿剂蠠嶂底兓蝈仩t特性發(fā)生變化時(shí)壓カ偏差和變化率通過(guò)模糊修正產(chǎn)生ー數(shù)值在0-2范圍的參數(shù)修正煤量,使鍋爐能快速準(zhǔn)確控制煤量。
權(quán)利要求
1.一種適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的燃料控制方法,包括以下步驟 SI將對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程起重要影響的信號(hào)的偏差e經(jīng)規(guī)則(1-1)轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0-2范圍內(nèi)的第一模糊隸屬度; S2將對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程起重要影響的信號(hào)的偏差變化率 經(jīng)過(guò)規(guī)則f2 (1-2)轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0-2范圍內(nèi)的第二模糊隸屬度; S3將步驟SI和步驟S2所得的第一、第二模糊隸屬度經(jīng)過(guò)乘積規(guī)則(1-3)乘積; S4將步驟S3所得乘積再經(jīng)過(guò)規(guī)則f3 (1-4)轉(zhuǎn)化為數(shù)值在0-2范圍內(nèi)的一個(gè)變量修正系數(shù); S5將步驟S4所得的變量修正系數(shù)與原有的前饋信號(hào)相乘得出適應(yīng)鍋爐特性變化和燃料變化的前饋信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的燃料控制方法,其特征是所述的步驟SI中對(duì)過(guò)程影響起重要影響的信號(hào)包括主蒸汽壓力、中間點(diǎn)溫度、機(jī)組負(fù)荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的燃料控制方法,其特征是所述的規(guī)則fェ和f2為根據(jù)對(duì)象特性做實(shí)驗(yàn)得出的以變量偏差或變量偏差的變化率為橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)數(shù)值范圍在0-2內(nèi)的折線圖,f3為實(shí)驗(yàn)得出的以權(quán)利要求I的步驟S3得出的隸屬度乘積為橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)數(shù)值范圍在0-2內(nèi)的修正系數(shù)圖。
全文摘要
一種火電廠鍋爐的燃料控制方法將對(duì)過(guò)程起決定性影響的變量的偏差和它的變化率采用基于對(duì)象特性的函數(shù)f(x)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)變量的模糊隸屬度,隸屬度經(jīng)過(guò)運(yùn)算后用反函數(shù)轉(zhuǎn)化為所需要的工程修正系數(shù);根據(jù)鍋爐的動(dòng)態(tài)響應(yīng)主要參數(shù)(如主蒸汽壓力、中間點(diǎn)溫度等)進(jìn)行模糊運(yùn)算,并將模糊運(yùn)算結(jié)果對(duì)采用基于鍋爐特性控制燃料前饋信號(hào)進(jìn)行模糊動(dòng)態(tài)修正,達(dá)到抵消鍋爐特性的變化和燃料熱值變化引起的鍋爐負(fù)荷擾動(dòng),尤其機(jī)組在變負(fù)荷過(guò)程中能使燃料控制的準(zhǔn)確性提高改善機(jī)組變負(fù)荷動(dòng)態(tài)性能。本發(fā)明提供的適應(yīng)火電廠燃料和鍋爐特性變化的燃料控制方法及系統(tǒng),可提高火電廠鍋爐的主要參數(shù)的穩(wěn)定性達(dá)到提高火電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性目的。
文檔編號(hào)F23N1/00GK102840598SQ20121029577
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者葉向前, 張曦 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院