CN101334172B - 中储粉仓式煤粉锅炉引风智能控制方法 - Google Patents

Abstract

中储粉仓式煤粉锅炉引风智能控制方法，涉及一种中储粉仓式煤粉锅炉引风的控制方法，属于锅炉领域。它为了克服目前中储粉仓式煤粉锅炉的引风控制普遍采用单回路PID控制策略，因不能稳定运行而无法投运，只能靠人工手动调节的问题。本发明的控制方法为判断是否为下列情况之一：制粉系统是否正在启/停过程；判断燃烧系统是否发生外部扰动；判断燃烧系统是否发生内部扰动；判断给煤机是否断供；判断炉膛压力是否大于运行上限值；判断炉膛压力是否小于运行下限值；判断结果为是，引风采用PID控制器快速调节，判断结果为否，引风采用Fuzzy控制器稳态调节。

Description

中储粉仓式煤粉锅炉引风智能控制方法

技术领域

本发明涉及一种中储粉仓式煤粉锅炉引风的控制方法，属于锅炉领域。

背景技术

中储粉仓式煤粉锅炉运行时的炉膛内部压力直接影响到锅炉运行的安全性和经济性。若炉膛内部压力大于炉膛外部大气压力(＞0)，则火燃会喷出炉外，危及人身安全，还会冒烟，污染环境；反之，若炉膛压力过低，则炉膛内火燃中心被吸到炉膛上部，燃烧不稳，当小于-150Pa时就非常危险，很容易灭火停炉。炉膛压力过低还会导致烟气流量增大，排烟损失增加，锅炉的燃烧效率下降。因此，必须想方设法控制炉膛压力始终稳定在理想的范围内，通常控制在-15Pa～-50Pa(与外界标准大气压力相比)。

引风系统实施自动控制是解决上述问题的唯一有效手段。但是，这种锅炉在运行时存在多种随机扰动问题，如制粉系统启停过程中的三次风扰动、锅炉燃烧过程中的燃料量扰动，还有引风门的非线性和炉膛漏风等因素，使得引风自动很难投运，特别是目前广泛应用于大机组的常规DCS组态控制方法，在该类锅炉应用后，引风调节跟不上，不是“过慢”，就是“过快”。若调节“过慢”，则当炉膛压力变化时，引风门动作速度太慢，炉膛压力不能被有效控制，超出允许范围，导致火焰喷出炉外或因负压过高而灭火；若调节“过快”，则炉膛压力超调，风烟系统震荡，炉膛内的火燃上下变化剧烈，极易灭火。另外，调节“过快”还会对引风门造成严重损害，降低风门的使用寿命，有的不到一个月就得维修或更换。正是由于上述问题，该类型锅炉的引风自动一直未能投运，锅炉运行的安全性和经济性无法保证。因此，迫切需要研发新技术，解决该类锅炉引风系统的自动控制问题。目前中储粉仓式煤粉锅炉的引风控制普遍采用单回路PID控制策略，因不能稳定运行而无法投运，只能靠人工手动调节。

发明内容

本发明的目的是克服目前中储粉仓式煤粉锅炉的引风控制普遍采用单回路PID控制策略，因不能稳定运行而无法投运，只能靠人工手动调节的问题，提供一种中储粉仓式煤粉锅炉引风智能控制方法。

本发明的控制方法包括以下步骤：

步骤a：判断制粉系统是否处于正在启/停过程中，

判断结果为是，执行步骤b，判断结果为否，执行步骤c；

步骤b：引入排粉机出口压力信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝4×Ti，其中Ti为PID控制器的积分时间常数，单位为秒；然后执行步骤m；

步骤c：判断燃烧系统是否发生外部扰动，

判断结果为是，执行步骤d，判断结果为否，执行步骤e；

步骤d：引入送风量信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤e：判断燃烧系统是否发生内部扰动，

判断结果为是，执行步骤f，判断结果为否，执行步骤g；

步骤f：引入送风量信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤g：判断给煤机是否断供，

判断结果为是，执行步骤h，判断结果为否，执行步骤i；

步骤h：暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤i：判断炉膛压力是否大于运行上限值，

判断结果为是，执行步骤j，判断结果为否，执行步骤k；

步骤j：暂态控制时间Tzt＝4×Ti；执行步骤m；

步骤k：判断炉膛压力是否小于运行下限值，

判断结果为是，执行步骤l，判断结果为否，然后执行步骤m；

步骤l：暂态控制时间Tzt＝4×Ti；然后执行步骤m；

步骤m：判断是否满足条件暂态控制时间Tzt＝0，

判断结果为是，执行步骤n，判断结果为否，执行步骤o；

步骤n：引风采用Fuzzy控制器稳态调节，Fuzzy控制器为模糊控制器；

步骤o：暂态控制时间Tzt＝Tzt-1；引风采用PID控制器快速调节。

本发明的优点是：本技术详实涵盖了该类锅炉运行中遇到的所有问题，并针对这些问题，分别给出判断逻辑和控制方案，有效地克服了引风自动的各种干扰因素，实现了引风系统长期稳定的自动运行。由于采用了暂态和稳态分开的控制技术，既保证了危机时刻的快速响应，又实现了稳定情况下的平稳调节，减少风门动作频率，延长了风门的使用寿命。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式的控制方法包括以下步骤：

步骤a：判断制粉系统是否处于正在启/停过程中，

判断结果为是，执行步骤b，判断结果为否，执行步骤c；

步骤b：引入排粉机出口压力信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝4×Ti，其中Ti为PID控制器的积分时间常数，单位为秒；然后执行步骤m；

步骤c：判断燃烧系统是否发生外部扰动，

判断结果为是，执行步骤d，判断结果为否，执行步骤e；

步骤d：引入送风量信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤e：判断燃烧系统是否发生内部扰动，

判断结果为是，执行步骤f，判断结果为否，执行步骤g；

步骤f：引入送风量信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤g：判断给煤机是否断供，

判断结果为是，执行步骤h，判断结果为否，执行步骤i；

步骤h：暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤i：判断炉膛压力是否大于运行上限值，

判断结果为是，执行步骤j，判断结果为否，执行步骤k；

步骤j：暂态控制时间Tzt＝4×Ti；然后执行步骤m；

步骤k：判断炉膛压力是否小于运行下限值，

判断结果为是，执行步骤l，判断结果为否，执行步骤m；

步骤l：暂态控制时间Tzt＝4×Ti；然后执行步骤m；

步骤m：判断是否满足条件暂态控制时间Tzt＝0，

判断结果为是，执行步骤n，判断结果为否，执行步骤o；

步骤n：引风采用Fuzzy控制器稳态调节，Fuzzy控制器为模糊控制器；

步骤o：暂态控制时间Tzt＝Tzt-1；引风采用PID控制器快速调节，

暂态控制时间Tzt每一采样周期自减1，直至为0。

具体实施方式二：本实施方式与实施方式一的不同之处在于，步骤n中模糊控制按下表查模糊因子fz的数值，计算控制引风门开度的输出量du＝fz×step，其中Step为模糊控制步长增量系数，step＝-1：

其中：

e为炉膛压力的偏差，为本次炉膛压力与上次炉膛压力的差值，

e′为炉膛压力偏差的导数，e′＝de/dt，

fz为模糊因子，其它与实施方式一相同。

Claims (2)

1.中储粉仓式煤粉锅炉引风智能控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤a：判断制粉系统是否处于正在启/停过程中，

判断结果为是，执行步骤b，判断结果为否，执行步骤c；

步骤b：引入排粉机出口压力信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝4×Ti，其中Ti为PID控制器的积分时间常数，单位为秒；然后执行步骤m；

步骤c：判断燃烧系统是否发生外部扰动，

判断结果为是，执行步骤d，判断结果为否，执行步骤e；

步骤d：引入送风量信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤e：判断燃烧系统是否发生内部扰动，

判断结果为是，执行步骤f，判断结果为否，执行步骤g；

步骤f：引入送风量信号作为引风门开度控制输出的前馈补偿；暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤g：判断给煤机是否断供，

判断结果为是，执行步骤h，判断结果为否，执行步骤i；

步骤h：暂态控制时间Tzt＝8×Ti；然后执行步骤m；

步骤i：判断炉膛压力是否大于运行上限值，

判断结果为是，执行步骤j，判断结果为否，执行步骤k；

步骤j：暂态控制时间Tzt＝4×Ti；然后执行步骤m；

步骤k：判断炉膛压力是否小于运行下限值，

判断结果为是，执行步骤l，判断结果为否，执行步骤m；

步骤l：暂态控制时间Tzt＝4×Ti；然后执行步骤m；

步骤m：判断是否满足条件暂态控制时间Tzt＝0，

判断结果为是，执行步骤n，判断结果为否，执行步骤o；

步骤n：引风采用Fuzzy控制器稳态调节，Fuzzy控制器为模糊控制器；

步骤o：暂态控制时间Tzt＝Tzt-1；引风采用PID控制器快速调节。

2.根据权利要求1所述的中储粉仓式煤粉锅炉引风智能控制方法，其特征在于步骤n中模糊控制按下表查模糊因子fz的数值，计算控制引风门开度的输出量du＝fz×step，其中Step为模糊控制步长增量系数，step＝-1：

其中：

e为炉膛压力的偏差，为本次炉膛压力与上次炉膛压力的差值，

e′为炉膛压力偏差的导数，e′＝de/dt，

fz为模糊因子。