帶指令調(diào)節(jié)器的循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)量的控制或調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一 種帶指令調(diào)節(jié)器的循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)機(jī)變頻改造是降低火電機(jī)組的能耗的重要手段，隨之而來的問題是原有的一、 二次風(fēng)量控制系統(tǒng)大多無法正常使用或棄用。因此，對該些控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計或改造 是發(fā)電企業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)之一。
[0003] 在中國發(fā)明專利公開號CN102679331A的摘要中提出了一種循環(huán)流化床鍋爐一次 風(fēng)機(jī)的變頻器+出口擋板聯(lián)動控制方法，根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐床壓降和一次風(fēng)量的運(yùn)行特 性，設(shè)置一次風(fēng)機(jī)出口擋板開度和轉(zhuǎn)速在線計算模塊，實時給出不同鍋爐負(fù)荷下的一次風(fēng) 機(jī)出口擋板開度和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速給定值，采用PI控制器分別去調(diào)節(jié)出口擋板和變頻器，實現(xiàn) 一次風(fēng)機(jī)變頻器+出口擋板聯(lián)動控制。在該發(fā)明中，設(shè)及到的循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)的 控制方法是變頻器+出口擋板聯(lián)動控制，依據(jù)鍋爐床壓降和一次風(fēng)量的運(yùn)行特性，通過在 線計算不同鍋爐負(fù)荷下的一次風(fēng)機(jī)出口擋板開度和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速給定值。在其算法中沒有考慮 鍋爐給煤量和床溫的實時變化狀況對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的影響。
[0004] 在中國發(fā)明專利公開號CN102607007A的摘要中提出燃煤機(jī)組一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的控 制方法，包括步驟；將一次風(fēng)機(jī)母管壓力從當(dāng)前壓力值逐次降低；同時增大各個磨煤機(jī)進(jìn) 風(fēng)口擋板的開度；每次降低一次風(fēng)機(jī)母管壓力值，則獲取各個磨煤機(jī)入口風(fēng)量；W及獲取 一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的密封風(fēng)機(jī)的出口壓力；判斷各個磨煤機(jī)入口風(fēng)量是否比報警值高第一預(yù)定 值，并且判斷一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的密封風(fēng)機(jī)的出口壓力是否比聯(lián)鎖啟動閥值高第二預(yù)定值；若 該2個判斷結(jié)果都為是，則獲取此時一次風(fēng)機(jī)母管的壓力值；按照此時一次風(fēng)機(jī)母管的壓 力值提供風(fēng)給一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。該發(fā)明設(shè)及的是煤粉爐一次風(fēng)的控制方法，與循環(huán)流化床鍋 爐的一次風(fēng)控制系統(tǒng)存在很大的區(qū)別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對循環(huán)流化床鍋爐的一次風(fēng)機(jī)經(jīng)過變頻改造后，原有一次風(fēng)控制系統(tǒng)大 多無法正常使用或棄用的缺陷，本發(fā)明提出一款帶有新穎的指令調(diào)節(jié)器的一次風(fēng)機(jī)控制系 統(tǒng)設(shè)計方法W解決循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)經(jīng)過變頻改造后無法投入自動控制運(yùn)行或者 運(yùn)行效果不佳的技術(shù)問題，從而降低手工操作的勞動強(qiáng)度，提高一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率和穩(wěn) 定性。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是；
[0007] 提供一種帶指令調(diào)節(jié)器的循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)控制方法，包括W下步驟：
[000引獲取鍋爐給煤量F。和床溫T B的實時信號，并進(jìn)行量化處理；
[0009] IF T肥N"規(guī)則的形式將各種床溫和給煤量條件下對一次風(fēng)量的需求存放于矩 陣中，形成包括多種工況下的處理規(guī)則的知識庫；
[0010] 采用正向推理方式，根據(jù)量化后的給煤量和床溫從知識庫中捜尋一條可用規(guī)則， 依該規(guī)則輸出相應(yīng)的信號修正一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考指令；
[0011] 由PID控制器產(chǎn)生控制信號調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)輸電頻率，W調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和送風(fēng) 量。
[0012] 本發(fā)明所述的方法中，還包括步驟：
[0013] 對一次風(fēng)量的每次調(diào)節(jié)量的上、下限進(jìn)行限制，當(dāng)一次風(fēng)沿某一方向調(diào)整而接近 上或下限時，即進(jìn)入相應(yīng)的飽和區(qū)，通過抗飽和模塊不斷地判斷一次風(fēng)PID控制器的調(diào)節(jié) 方向，若仍為原方向，則將PID控制器的輸入設(shè)置為零，同時將PID控制器輸出限制在飽和 區(qū)內(nèi)而使一次風(fēng)量保持不變；若為相反方向，則調(diào)節(jié)PID控制器輸出使其離開飽和區(qū)內(nèi)，從 而使一次風(fēng)量沿著新的方向調(diào)整；
[0014] 依據(jù)抗飽和模塊的輸出信號控制切換器的多路開關(guān)的信道選擇。
[0015] 本發(fā)明所述的方法中，所述量化處理具體包括W下步驟：
[0016] 將給煤量Fc的調(diào)節(jié)量AFc量化成帶符號的13個整數(shù)-6, -5, -4，…，+4,巧， +6 ;正號表示給煤量增加，負(fù)號表示給煤量減少；將床溫W預(yù)設(shè)值為分界線量化成13個級 別；-6, -5, -4，…，+4,巧，+6 ;正號表示床溫高于預(yù)設(shè)值，負(fù)號表示低于預(yù)設(shè)值。
[0017] 本發(fā)明所述的方法中，床溫的調(diào)節(jié)范圍為790?910°C之間，預(yù)設(shè)值為850°C。
[0018] 本發(fā)明所述的方法中，步驟"依據(jù)抗飽和模塊的輸出信號控制切換器的多路開關(guān) 的信道選擇"具體過程為；在時間At內(nèi)，抗飽和模塊依據(jù)一次風(fēng)量變化量AFm,對PID控 制器的輸入偏差6f進(jìn)行如下處理：
[0019]
【主權(quán)項】
1. 一種帶指令調(diào)節(jié)器的循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)控制方法，其特征在于，包括以下步 驟： 獲取鍋爐給煤量G和床溫rB的實時信號，并進(jìn)行量化處理； 以"IFTHEN"規(guī)則的形式將各種床溫和給煤量條件下對一次風(fēng)量的需求存放于矩陣 中，形成包括多種工況下的處理規(guī)則的知識庫； 采用正向推理方式，根據(jù)量化后的給煤量和床溫從知識庫中搜尋一條可用規(guī)則，依該 規(guī)則輸出相應(yīng)的信號修正一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考指令； 由PID控制器產(chǎn)生控制信號調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)輸電頻率，以調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和送風(fēng)量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括步驟： 對一次風(fēng)量的每次調(diào)節(jié)量的上、下限進(jìn)行限制，當(dāng)一次風(fēng)沿某一方向調(diào)整而接近上或 下限時，即進(jìn)入相應(yīng)的飽和區(qū)，通過抗飽和模塊不斷地判斷一次風(fēng)PID控制器的調(diào)節(jié)方向， 若仍為原方向，則將PID控制器的輸入設(shè)置為零，同時將PID控制器輸出限制在飽和區(qū)內(nèi)而 使一次風(fēng)量保持不變；若為相反方向，則調(diào)節(jié)PID控制器輸出使其離開飽和區(qū)內(nèi)，從而使一 次風(fēng)量沿著新的方向調(diào)整； 依據(jù)抗飽和模塊的輸出信號控制切換器的多路開關(guān)的信道選擇。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述量化處理具體包括以下步驟： 將給煤量G的調(diào)節(jié)量A巧量化成帶符號的13個整數(shù)-6, -5, -4，…，+4, +5, +6 ; 正號表示給煤量增加，負(fù)號表示給煤量減少；將床溫以預(yù)設(shè)值為分界線量化成13個級 別：-6, -5, -4，…，+4, +5, +6 ;正號表不床溫高于預(yù)設(shè)值，負(fù)號表不低于預(yù)設(shè)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，床溫的調(diào)節(jié)范圍為790~910°C之間，預(yù)設(shè) 值為850°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟"依據(jù)抗飽和模塊的輸出信號控制切 換器的多路開關(guān)的信道選擇"具體過程為：在時間」（內(nèi)，抗飽和模塊依據(jù)一次風(fēng)量變化量 ^對PID控制器的輸入偏差％進(jìn)行如下處理：
式中^^為一次風(fēng)流量，單位WVH，義為一次風(fēng)機(jī)相對頻率信號，單位％，為設(shè)定 的一次風(fēng)量變化量閾值，&為一次風(fēng)機(jī)頻率參考指令，^為系統(tǒng)負(fù)荷指令，為指令修正 值。
6. -種循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括指令調(diào)節(jié)器和PID控制 器； 所述指令調(diào)節(jié)器包括： 數(shù)據(jù)獲取與處理模塊，用于獲取鍋爐給煤量6和床溫Tb的實時信號，并進(jìn)行量化處 理； 知識庫，用于以"IFTHEN"規(guī)則的形式將各種床溫和給煤量條件下對一次風(fēng)量的需求 存放于矩陣中，形成包括多種工況下的處理規(guī)則的知識庫； 推理機(jī)構(gòu)，采用正向推理方式，根據(jù)量化后的給煤量和床溫從知識庫中搜尋一條可用 規(guī)則，依該規(guī)則輸出相應(yīng)的信號修正一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考指令； 所述PID控制器，用于產(chǎn)生控制信號，調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)的輸電頻率，以調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和 送風(fēng)量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括所述調(diào)節(jié)限幅裝置，其包 括： 抗飽和模塊，用于對一次風(fēng)量的每次調(diào)節(jié)量的上、下限進(jìn)行限制，當(dāng)一次風(fēng)沿某一方向 調(diào)整而接近上或下限時，即進(jìn)入相應(yīng)的飽和區(qū)，通過抗飽和模塊不斷地判斷一次風(fēng)PID控 制器的調(diào)節(jié)方向，若仍為原方向，則將PID控制器的輸入設(shè)置為零，同時將PID控制器輸出 限制在飽和區(qū)內(nèi)而使一次風(fēng)量保持不變；若為相反方向，則調(diào)節(jié)PID控制器輸出使其離開 飽和區(qū)內(nèi)，從而使一次風(fēng)量沿著新的方向調(diào)整； 切換器，依據(jù)抗飽和模塊的輸出信號控制切換器中多路開關(guān)的信道選擇。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)獲取與處理模塊具體用于將給 煤量G的調(diào)節(jié)量A巧量化成帶符號的13個整數(shù)-6,-5,-4,…，+4,+5,+6 ;正號表示給煤 量增加，負(fù)號表示給煤量減少；將床溫以預(yù)設(shè)值為分界線量化成13個級別：-6，-5，-4,…， +4, +5, +6 ;正號表不床溫高于預(yù)設(shè)值，負(fù)號表不低于預(yù)設(shè)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，床溫的調(diào)節(jié)范圍為790~910°C之間，預(yù)設(shè) 值為850°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述抗飽和模塊具體用于在時間」力內(nèi)， 依據(jù)一次風(fēng)量變化量對PID控制器的輸入偏差^進(jìn)行如下處理：
式中為一次風(fēng)流量，單位NM3/H，/#為一次風(fēng)機(jī)相對頻率信號，單位％，AFj為設(shè)定 的一次風(fēng)量變化量閾值，&為一次風(fēng)機(jī)頻率參考指令，^為系統(tǒng)負(fù)荷指令，#為指令修正 值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶指令調(diào)節(jié)器的循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)控制方法及系統(tǒng)，其中方法包括以下步驟：獲取鍋爐給煤量<i>F</i>C和床溫<i>T</i>B的實時信號，并進(jìn)行量化處理；形成包括多種工況下的處理規(guī)則的知識庫；采用正向推理方式，根據(jù)量化后的給煤量和床溫從知識庫中搜尋一條可用規(guī)則，依該規(guī)則將輸出相應(yīng)的信號修正一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考指令；然后，由PID控制器產(chǎn)生控制信號調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)輸電頻率，以調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和送風(fēng)量。同時，在本方法中，設(shè)計了抗飽和模塊，能夠使調(diào)節(jié)及時離開積分飽和區(qū)。本發(fā)明能夠使一次風(fēng)機(jī)依據(jù)循環(huán)流化床的負(fù)荷狀況提供相應(yīng)的流化風(fēng)量，在此基礎(chǔ)之上，還能夠根據(jù)床溫狀況以及給煤量的變化情況，適當(dāng)調(diào)整流化風(fēng)量。
【IPC分類】F23C10-18
【公開號】CN104566352
【申請?zhí)枴緾N201410842725
【發(fā)明人】卓旭升
【申請人】武漢工程大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日