燃煤链条锅炉控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业锅炉燃烧控制技术领域，具体为一种燃煤链条锅炉控制系统及其 控制方法。
【背景技术】
[0002] 目前，燃煤链条锅炉在锅炉行业中保持着主导地位，占所有锅炉总量的2/3以上。 近几年国内工业锅炉设计和制造技术得到很大的发展和提高，尤其在受压部件的设计和制 造上有较大发展，但是，在燃烧技术、配套辅机和整体水平方面还存在一些问题，这些问题 使得锅炉运行压力往往较低，一般仅为锅炉额定工作压力的50%左右，锅炉经常处于低负 荷运行，实际运行效率一般比锅炉额定效率低5%~10%以上。现有的锅炉在使用运行中 的主要问题是容量过小或负荷不匹配，锅炉燃烧技术水平较低，导致最终的燃烧效率不高。
[0003] 工业锅炉控制系统要完成的任务主要有：①主汽流量要适应负荷的变化；②汽包 压力保持在一定的范围内；③炉膛保持一定的负压；④汽包水位保持在一定的范围内。对 于锅炉燃烧过程来说，主要完成两个任务：①通过调节引风转速的炉膛负压控制回路来维 持炉膛负压恒定；②通过调节炉排转速、给煤转速与鼓风转速的汽包压力控制回路来控制 汽包压力恒定。
[0004] 当前的工业锅炉，尤其是35t/h以下的工业锅炉，其控制方案通常都采用手动控 制方式或PID控制方式，但对于工况变化剧烈的燃烧过程来说，这类控制方案无法实现很 好的控制。虽然PID控制方式在工业锅炉燃烧控制上得到了一定的应用，但其难以兼顾静 态特性与动态指标，常由于超调过大、积分饱和、未能很好的实时匹配被控系统特性而导致 运行崩溃。因为汽包压力调节过程具有时变性、滞后性、多变量耦合等难点，所以目前有许 多燃煤链条锅炉的汽包压力仍然采用的是手动控制方式。
[0005] 针对燃煤链条锅炉，实现燃烧控制的主要被控参数包括汽包压力、风煤配比和炉 膛负压等。燃煤链条锅炉燃烧过程是一个具有大惯性、大时延、变参数的多输入多输出复杂 过程，PID控制方式无法为具有大惯性、大纯时延和变参数的锅炉燃烧过程提供高质量的控 制。具体地，PID控制方式在燃煤链条锅炉燃烧控制中主要存在两类问题：①针对汽包压 力的给定信号为阶跃变化时，由于初始时刻汽包压力的设定值与测量值偏差过大，往往会 造成汽包压力较大的超调，出现控制的混乱，这将对锅炉造成安全隐患；②没有利用好微分 项，微分信号在控制过程中对噪声的放大会干扰系统的控制过程，但由于微分对误差的超 前控制又能很好的预测误差，减小超调等，所以合理利用微分项也始终吸引着众多研宄者 的关注。
【发明内容】
[0006] 本发明针对以上问题的提出，而研制一种燃煤链条锅炉控制系统及其控制方法。
[0007] 本发明的技术手段如下：
[0008] 一种燃煤链条锅炉控制系统，所述燃煤链条锅炉包括炉排电机、引风电机、鼓风电 机、给煤电机和给水电机；所述控制系统包括：
[0009] 与所述炉排电机相连接的炉排变频器；
[0010] 用于检测初始时刻的实际汽包压力测量值pv(o)、以及第k时刻的实际汽包压力 测量值PV(k)的压力检测模块，其中k表示顺序、取值为1，2…，n ;
[0011] 与所述炉排变频器和压力检测模块相连接，并接收初始时刻的汽包压力给定值 SV(0)，以及输出第k时刻的频率控制参数u(k)给炉排变频器的下位机；所述下位机的工作 过程如下：
[0012] ①令 SVP(k) = SVP(k-l) = PV(0)、PVP(k) = PVP(k-l) = PV(0)、u(k) = u(k-l) =0, k从1取值至n ;其中：SVP(k)为第k时刻的汽包压力给定值的位置分量，PVP(k)为第 k时刻的汽包压力测量值的位置分量，SV P(k-l)为第k-1时刻的汽包压力给定值的位置分 量，PVP(k-l)为第k-1时刻的汽包压力测量值的位置分量，u(k)为第k时刻的频率控制参 数，u(k-1)为第k-1时刻的频率控制参数，k表示顺序、取值为1，2…，n ;
[0013] ②获得初始时刻的汽包压力给定值SV (0)与第k时刻的汽包压力测量值的位置分 量PVP(k)之间的偏差e(k);
[0014] ③对初始时刻的汽包压力给定值SV (0)与第k时刻的汽包压力测量值的位置分量 PVp(k)之间偏差的绝对值I e (k) I，与稳态偏差限DL1、动态偏差限DL2进行比较；
[0015] ④当|e(k) I >DL2且e(k) >0时，控制所述炉排变频器的阀位开到上限，即设定 第k时刻的频率控制参数u(k) =u(k)_并输出u(k)给所述炉排变频器，其中u(k)_表示 阀位上限值，令k = k+1，返回②；
[0016] ⑤当|e(k) | >DL2且e(k) <0时，控制所述炉排变频器阀位开到下限，即设定第 k时刻的频率控制参数u (k) = u (k)min并输出u (k)给所述炉排变频器，其中u (k) min表示阀 位下限值，令k = k+1，返回②；
[0017]⑥当DL1 < |e(k) | <DL2,判断|SVP(k)-PV(0) |是否小于0? 95X |SV(0)-PV(0)|， 是则执行⑧，否则令SVP(k) = SVP(k-l) = PV(0)，令k = k+1，返回②；
[0018] ⑦当 |e(k) | < DL1 时，令 SVP(k) = SVP(k-l) = SV(0)，执行⑨；
[0019] ⑧根据公式
【主权项】
1. 一种燃煤链条锅炉控制系统，所述燃煤链条锅炉包括炉排电机、引风电机、鼓风电 机、给煤电机和给水电机；其特征在于，所述控制系统包括： 与所述炉排电机相连接的炉排变频器； 用于检测初始时刻的实际汽包压力测量值PV(〇)、W及第k时刻的实际汽包压力测量 值PV似的压力检测模块，其中k表示顺序、取值为1，2…，n; 与所述炉排变频器和压力检测模块相连接，并接收初始时刻的汽包压力给定值SV(0)，W及输出第k时刻的频率控制参数u(k)给炉排变频器的下位机；所述下位机的工作过程如 下： ① 令SVp化）=SVp化-1) =PV(0)、PVp化）=PVp化-1) =PV(0)、u〇〇=u化-1) =0，k从1取值至n;其中；SVp(k)为第k时刻的汽包压力给定值的位置分量，PVp(k)为第k时 刻的汽包压力测量值的位置分量，SVp化-1)为第k-1时刻的汽包压力给定值的位置分量， PVp(k-l)为第k-1时刻的汽包压力测量值的位置分量，U似为第k时刻的频率控制参数， u(k-l)为第k-1时刻的频率控制参数，k表示顺序、取值为1，2…，n; ② 获得初始时刻的汽包压力给定值SV(0)与第k时刻的汽包压力测量值的位置分量 PVp似之间的偏差e(k); ⑨对初始时刻的汽包压力给定值SV(0)与第k时刻的汽包压力测量值的位置分量PVp化）之间偏差的绝对值Ie化）I，与稳态偏差限化1、动态偏差限DL2进行比较； ④当|e化）| >DL2且e(k) >0时，控制所述炉排变频器