本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種自動控制優(yōu)化方法，尤其是一種火電機組送風(fēng)機自動控制優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：隨著環(huán)保要求的日益嚴格，各火力發(fā)電企業(yè)紛紛對燃煤機組進行設(shè)備的節(jié)能減排改造升級，包括脫硫改造、脫硝改造、低氮燃燒器改造和超凈排放改造等，設(shè)備改造升級后相關(guān)的控制技術(shù)研究滯后，在實際運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)機組主要參數(shù)控制品質(zhì)差及氮氧化物等排放超標，為保證排放的煙氣中氮氧化物含量滿足要求，需要嚴格控制煙氣含氧量的變化范圍，優(yōu)化送風(fēng)機自動控制，同時還存在送風(fēng)機超電流和送風(fēng)機失速等安全問題。尤其體現(xiàn)在運行工況多變的控制環(huán)節(jié)，在整個調(diào)峰調(diào)頻的過程中，涉及到送風(fēng)系統(tǒng)的控制兼顧快速性和穩(wěn)定性，為了滿足煙氣含氧量的控制要求，送風(fēng)機自動控制必須穩(wěn)定、可靠，保證送風(fēng)機在運行過程中安全、穩(wěn)定，給送風(fēng)機自動控制帶來許多困難。近些年眾多國內(nèi)學(xué)者對火電機組送風(fēng)機自動控制相關(guān)問題進行了研究與探討，主要從改進測風(fēng)裝置、應(yīng)用模糊自尋優(yōu)控制技術(shù)等方面進行了闡述，并解決了風(fēng)量信號測量難的問題和風(fēng)煤最佳配比，但對鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制，送風(fēng)機過電流保護控制和送風(fēng)機防止失速自動控制等方面沒有進行有針對性的研究。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，發(fā)明創(chuàng)造提供了一種火電機組送風(fēng)機自動控制優(yōu)化方法，其目的是為了解決火電機組總風(fēng)量和煙氣含氧量控制問題，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，在滿足電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰要求的同時，保證總風(fēng)量和煙氣含氧量控制的穩(wěn)定性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是：一種火電機組送風(fēng)機自動控制優(yōu)化方法，其特征在于，步驟為：1）、檢測總給煤量、各個送風(fēng)機的導(dǎo)葉開度的誤差值d、各個送風(fēng)機的變頻器頻率的誤差值i；2）、設(shè)定電流極限值c、送風(fēng)機出口壓力降低速率極限值f、送風(fēng)機失速后導(dǎo)葉開度減小值g、送風(fēng)機失速后變頻器減小值j；3）、優(yōu)化dcs系統(tǒng)的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯：將輸入的總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再輸入到dcs系統(tǒng)中的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋折線函數(shù)f1(x)中，得出改進后的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯；4）、優(yōu)化鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值a和鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值b：將輸入的總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再經(jīng)過dcs系統(tǒng)中的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限控制邏輯折線函數(shù)f2(x)，得到改進后的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值a；將輸入的總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再經(jīng)過dcs系統(tǒng)中鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限控制邏輯折線函數(shù)f3(x)，得到改進后的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值b；當(dāng)檢驗到送風(fēng)機發(fā)生跳閘快速減負荷時，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值由a切換為100，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值由b切換為0。5）、分別優(yōu)化各個送風(fēng)機過電流保護控制邏輯：5.1）、并將極限值c作為電流超過報警值；5.2）、當(dāng)送風(fēng)機處于工頻運行方式時，若運行電流值超過報警值c，則此送風(fēng)機導(dǎo)葉開度指令的上限值自動切換為送風(fēng)機導(dǎo)葉當(dāng)前實際開度減去此送風(fēng)機導(dǎo)葉開度的誤差值d；5.3）、當(dāng)送風(fēng)機處于變頻運行方式時，若運行電流值超過報警值c，則此送風(fēng)機變頻器指令的上限值自動切換為變頻器當(dāng)前實際頻率值減去此送風(fēng)機變頻器頻率的誤差值i；6）、分別優(yōu)化各個送風(fēng)機防止失速自動控制邏輯：6.1）當(dāng)送風(fēng)機處于工頻運行方式時，若送風(fēng)機導(dǎo)葉處于自動控制運行方式時，如果送風(fēng)機出口壓力降低速率大于極限值f或送風(fēng)機失速信號有效，則控制邏輯自動判斷送風(fēng)機失速有效，此時控制邏輯自動控制送風(fēng)機導(dǎo)葉在現(xiàn)有輸出值的基礎(chǔ)上減小送風(fēng)機失速后導(dǎo)葉開度減小值g，以此減小送風(fēng)機導(dǎo)葉指令，當(dāng)送風(fēng)機失速有效判斷條件消失，延時h秒后，恢復(fù)送風(fēng)機導(dǎo)葉自動控制；6.2）、若送風(fēng)機變頻器處于自動控制運行方式時，若送風(fēng)機出口壓力降低速率大于極限值f或送風(fēng)機失速信號有效，控制邏輯自動判斷送風(fēng)機失速有效，此時控制邏輯自動控制送風(fēng)機變頻器在現(xiàn)有輸出值的基礎(chǔ)上減小送風(fēng)機失速后變頻器減小值j，以此減小送風(fēng)機變頻器指令，當(dāng)送風(fēng)機失速有效判斷條件消失后，延時h秒后，恢復(fù)送風(fēng)機變頻器自動控制；7）、通過步驟1-6對dcs系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)節(jié)，保證機組在運行過程中自動將火電機組鍋爐總風(fēng)量控制在合理范圍內(nèi)。所述的步驟6）中的h秒具體范圍為5秒至10秒。所述的設(shè)定電流極限值c根據(jù)送風(fēng)機電機的額定功率設(shè)定，當(dāng)送風(fēng)機電機的額定功率越大時則c越大。所述的送風(fēng)機出口壓力降低速率極限值f具體范圍為2kpa/min至4kpa/min；所述的送風(fēng)機失速后導(dǎo)葉開度減小值g具體范圍為10%至20%；所述的送風(fēng)機失速后變頻器減小值j具體范圍為5hz至10hz。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果在于：（1）通過設(shè)計鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制邏輯，送風(fēng)機過電流保護控制邏輯和送風(fēng)機防止失速自動控制邏輯，控制送風(fēng)機導(dǎo)葉或變頻器正確動作，自動控制總風(fēng)量在合理范圍內(nèi)，滿足鍋爐燃燒要求。（2）可有效降低運行人員的勞動強度，且控制效果不依賴于運行人員的技術(shù)水平。（3）實時性好，現(xiàn)場調(diào)試過程簡單，便于工程實現(xiàn)。附圖說明圖1：總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制、上限控制、下限控制的邏輯圖。圖2是本發(fā)明的工作流程框圖。具體實施方式一種火電機組送風(fēng)機自動控制優(yōu)化方法，其特征在于，步驟為：1）、檢測總給煤量、各個送風(fēng)機的導(dǎo)葉開度的誤差值d、各個送風(fēng)機的變頻器頻率的誤差值i；2）、設(shè)定電流極限值c、送風(fēng)機出口壓力降低速率極限值f、送風(fēng)機失速后導(dǎo)葉開度減小值g、送風(fēng)機失速后變頻器減小值j；3）、優(yōu)化dcs系統(tǒng)的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯：將輸入的總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再輸入到dcs系統(tǒng)中的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋折線函數(shù)f1(x)中，得出改進后的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯；4）、優(yōu)化鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值a和鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值b：將輸入的總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再經(jīng)過dcs系統(tǒng)中的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限控制邏輯折線函數(shù)f2(x)，得到改進后的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值a；將輸入的總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再經(jīng)過dcs系統(tǒng)中鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限控制邏輯折線函數(shù)f3(x)，得到改進后的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值b；當(dāng)檢驗到送風(fēng)機發(fā)生跳閘快速減負荷時，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值由a切換為100，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值由b切換為0。5）、分別優(yōu)化各個送風(fēng)機過電流保護控制邏輯：5.1）、并將極限值c作為電流超過報警值；5.2）、當(dāng)送風(fēng)機處于工頻運行方式時，若運行電流值超過報警值c，則此送風(fēng)機導(dǎo)葉開度指令的上限值自動切換為送風(fēng)機導(dǎo)葉當(dāng)前實際開度減去此送風(fēng)機導(dǎo)葉開度的誤差值d；5.3）、當(dāng)送風(fēng)機處于變頻運行方式時，若運行電流值超過報警值c，則此送風(fēng)機變頻器指令的上限值自動切換為變頻器當(dāng)前實際頻率值減去此送風(fēng)機變頻器頻率的誤差值i；6）、分別優(yōu)化各個送風(fēng)機防止失速自動控制邏輯：6.1）當(dāng)送風(fēng)機處于工頻運行方式時，若送風(fēng)機導(dǎo)葉處于自動控制運行方式時，如果送風(fēng)機出口壓力降低速率大于極限值f或送風(fēng)機失速信號有效，則控制邏輯自動判斷送風(fēng)機失速有效，此時控制邏輯自動控制送風(fēng)機導(dǎo)葉在現(xiàn)有輸出值的基礎(chǔ)上減小送風(fēng)機失速后導(dǎo)葉開度減小值g，以此減小送風(fēng)機導(dǎo)葉指令，當(dāng)送風(fēng)機失速有效判斷條件消失，延時h秒后，恢復(fù)送風(fēng)機導(dǎo)葉自動控制；6.2）、若送風(fēng)機變頻器處于自動控制運行方式時，若送風(fēng)機出口壓力降低速率大于極限值f或送風(fēng)機失速信號有效，控制邏輯自動判斷送風(fēng)機失速有效，此時控制邏輯自動控制送風(fēng)機變頻器在現(xiàn)有輸出值的基礎(chǔ)上減小送風(fēng)機失速后變頻器減小值j，以此減小送風(fēng)機變頻器指令，當(dāng)送風(fēng)機失速有效判斷條件消失后，延時h秒后，恢復(fù)送風(fēng)機變頻器自動控制；7）、通過步驟1-6對dcs系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)節(jié)，保證機組在運行過程中自動將火電機組鍋爐總風(fēng)量控制在合理范圍內(nèi)。所述的步驟6）中的h秒具體范圍為5秒至10秒。所述的設(shè)定電流極限值c根據(jù)送風(fēng)機電機的額定功率設(shè)定，當(dāng)送風(fēng)機電機的額定功率越大時則c越大。所述的送風(fēng)機出口壓力降低速率極限值f具體范圍為2kpa/min至4kpa/min；所述的送風(fēng)機失速后導(dǎo)葉開度減小值g具體范圍為10%至20%；所述的送風(fēng)機失速后變頻器減小值j具體范圍為5hz至10hz。具體的：本發(fā)明是一種火電機組送風(fēng)機自動控制優(yōu)化方法，如圖2所示，包括如下步驟：第一步：鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯，是由總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再經(jīng)過折線函數(shù)f1(x)實現(xiàn)。第二步：鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制邏輯，包括總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再經(jīng)過折線函數(shù)f2(x)實現(xiàn)鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值a，總給煤量經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)后，再經(jīng)過折線函數(shù)f3(x)實現(xiàn)鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值b，當(dāng)送風(fēng)機跳閘快速減負荷發(fā)生時，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值由a切換為100，當(dāng)送風(fēng)機跳閘快速減負荷發(fā)生時，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值由b切換為0。其中f1(x)、f2(x)、f3(x)均為dcs系統(tǒng)自帶函數(shù)。第三步：送風(fēng)機過電流保護控制邏輯，包括當(dāng)送風(fēng)機處于工頻運行方式時，若運行電流值超過報警值c后，送風(fēng)機導(dǎo)葉開度指令的上限值自動切換為送風(fēng)機導(dǎo)葉當(dāng)前實際開度減去定值d。當(dāng)送風(fēng)機處于變頻運行方式時，若運行電流值超過報警值c后，送風(fēng)機變頻器指令的上限值自動切換為變頻器當(dāng)前實際頻率值減去定值d。第四步：送風(fēng)機防止失速自動控制邏輯；包括送風(fēng)機失速判斷邏輯和送風(fēng)機失速后送風(fēng)機導(dǎo)葉或變頻器連鎖控制邏輯，當(dāng)送風(fēng)機處于工頻運行方式時，若送風(fēng)機導(dǎo)葉處于自動控制運行方式時，若送風(fēng)機出口壓力降低速率大于極限值f，或送風(fēng)機失速信號有效，控制邏輯自動判斷送風(fēng)機失速有效，此時控制邏輯自動控制送風(fēng)機導(dǎo)葉在現(xiàn)有輸出值的基礎(chǔ)上減小g，減小送風(fēng)機導(dǎo)葉開度，當(dāng)送風(fēng)機失速有效判斷條件消失后，延時h秒后，恢復(fù)送風(fēng)機導(dǎo)葉自動控制；當(dāng)送風(fēng)機處于變頻運行方式時，若送風(fēng)機變頻器處于自動控制運行方式時，若送風(fēng)機出口壓力降低速率大于極限值f，或送風(fēng)機失速信號有效，控制邏輯自動判斷送風(fēng)機失速有效，此時控制邏輯自動控制送風(fēng)機變頻器在現(xiàn)有輸出值的基礎(chǔ)上減小g，減小送風(fēng)機變頻器指令，當(dāng)送風(fēng)機失速有效判斷條件消失后，延時h秒后，恢復(fù)送風(fēng)機變頻器自動控制。所述的在火電機組分散控制系統(tǒng)dcs的控制邏輯組態(tài)包括計算回路組態(tài)和控制邏輯接口組態(tài)，控制邏輯接口包括鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯接口，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制邏輯接口，送風(fēng)機過電流保護控制邏輯接口，送風(fēng)機防止失速自動控制邏輯接口；并將鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯輸出引入到鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯接口中，將鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制邏輯輸出引入到鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制邏輯接口中，將送風(fēng)機過電流保護控制邏輯輸出引入到送風(fēng)機過電流保護控制邏輯接口中，將送風(fēng)機防止失速自動控制邏輯輸出引入到送風(fēng)機防止失速自動控制邏輯接口中；所述的鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制，送風(fēng)機過電流保護控制，送風(fēng)機防止失速自動控制的算法邏輯是：總給煤量，送風(fēng)機運行電流值，送風(fēng)機導(dǎo)葉當(dāng)前實際開度，送風(fēng)機導(dǎo)葉處于自動控制運行方式，送風(fēng)機變頻器指令，送風(fēng)機變頻器處于自動控制運行方式，送風(fēng)機出口壓力，送風(fēng)機失速信號，送風(fēng)機跳閘快速減負荷發(fā)生均可直接從機組分散控制系統(tǒng)dcs實時數(shù)據(jù)庫中讀??；切換條件：送風(fēng)機運行電流值超過報警值c，送風(fēng)機出口壓力在e秒時間內(nèi)降低f，由邏輯判斷得出；f1(x)為非線性函數(shù)發(fā)生器，其輸入為總給煤量，輸出為鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋；f2(x)為非線性函數(shù)發(fā)生器，其輸入為總給煤量，輸出為鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限值；f3(x)為非線性函數(shù)發(fā)生器，其輸入為總給煤量，輸出為鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器下限值；f1(x)、f2(x)、f3(x)的參數(shù)可根據(jù)實時曲線在線整定，整定的原則是通過現(xiàn)有機組分散控制系統(tǒng)dcs協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，保證機組在運行過程中，自動將火電機組鍋爐總風(fēng)量控制在合理范圍內(nèi)。本發(fā)明的核心思想是通過設(shè)計鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制邏輯，送風(fēng)機過電流保護控制邏輯和送風(fēng)機防止失速自動控制邏輯，控制送風(fēng)機導(dǎo)葉或變頻器正確動作，自動控制總風(fēng)量在合理范圍內(nèi)，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，在滿足電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰要求的同時，保證總風(fēng)量和煙氣含氧量的控制穩(wěn)定性。本發(fā)明中鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋控制邏輯，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制邏輯如圖1所示，圖1中，總給煤量、送風(fēng)機跳閘快速減負荷發(fā)生均可直接從機組分散控制系統(tǒng)dcs實時數(shù)據(jù)庫中讀??；f1(x)為非線性函數(shù)發(fā)生器，其輸入為總給煤量，輸出為鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋；f2(x)為非線性函數(shù)發(fā)生器，其輸入為總給煤量，輸出為鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋上限值；f3(x)為非線性函數(shù)發(fā)生器，其輸入為總給煤量，輸出為鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋下限值；f1(x)、f2(x)、f3(x)的參數(shù)可根據(jù)實時曲線在線整定，整定的原則是通過現(xiàn)有機組分散控制系統(tǒng)dcs協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，保證機組在運行過程中，自動將火電機組鍋爐總風(fēng)量和煙氣含氧量控制在合理范圍內(nèi)。下面以某600mw火電機組送風(fēng)機自動控制為例，介紹算法參數(shù)整定結(jié)果，如表1所示。機組概況：該機組設(shè)有兩臺50%容量的送風(fēng)機提供二次風(fēng)，送風(fēng)機為軸流式風(fēng)機，磨煤機為中速磨煤機，制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式，配有7臺磨煤機，每臺磨煤機配置一個熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門和一個冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門。如表1所示，表1是鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器前饋，鍋爐總風(fēng)量pid調(diào)節(jié)器上限、下限控制參數(shù)整定。表1中與f1(x)對應(yīng)的x為總給煤量（t/h）；與f2(x)對應(yīng)的x為總給煤量（t/h）；與f3(x)對應(yīng)的x為總給煤量（t/h）；該機組的總給煤量，送風(fēng)機跳閘快速減負荷發(fā)生均可直接從機組分散控制系統(tǒng)dcs實時數(shù)據(jù)庫中讀取；完成一種火電機組送風(fēng)機自動控制優(yōu)化方法控制回路邏輯組態(tài)，將系統(tǒng)投入實際運行，根據(jù)機組運行曲線，反復(fù)在線整定f1(x)、f2(x)、f3(x)相應(yīng)參數(shù)，保證機組在負荷響應(yīng)快速穩(wěn)定的同時，自動將鍋爐總風(fēng)量控制在合理范圍內(nèi)；現(xiàn)場調(diào)試過程簡單，便于工程實現(xiàn)。表1一種火電機組送風(fēng)機自動控制優(yōu)化控制參數(shù)整定x(t/h)260320380440500f1(x)(%)31.0434.523841.4844.96x(t/h)260320380440500f2(x)(%)41.0444.524851.4854.96x(t/h)260320380440500f3(x)(%)21.0424.522831.4834.96當(dāng)前第1頁12