CN104848200B - 一种再热器烟气挡板控制方法及装置、再热汽温控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种再热器烟气挡板控制方法、装置及再热汽温控制系统，包括：将再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；将当前再热汽温温度偏差区间的下一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间，直至执行完分组后的所有再热汽温温度偏差区间，使再热汽温实际值达到再热汽温设定值。本发明提供的一种再热汽温控制系统，实现了多目标分段式调整再热烟气挡板执行机构的控制目标，进而实现了对再热汽温的精确控制。

Description

一种再热器烟气挡板控制方法及装置、再热汽温控制系统

技术领域

本发明涉及火电厂再热汽温控制技术领域，更具体地说，涉及一种再热器烟气挡板控制方法及装置、再热汽温控制系统。

背景技术

目前，火电厂再热器系统以对流为主，当采用烟气挡板调温时，为纯对流特性，再热汽温调节以烟气挡板为主，事故喷水细调，维持汽温恒定。再热器烟气挡板控制装置的优劣，直接影响再热汽温的调节品质与系统中的机组(锅炉及汽轮机)经济运行指标。再热器烟气挡板自动控制，能大幅减少再热器恒温水量，节能效果突出，因而大多数电厂都投入再热器烟气挡板自动控制装置。

现行国内的再热器烟气挡板控制一般采用单回路PID控制，以再热器出口温度为控制对象，直接控制再热器侧烟气挡板开度，过热器侧烟气挡板作为再热器侧烟气挡板的随动系统，向相反方向变化，两者相结合，协调动作，控制再热汽温。

然而在采用单回路PID控制现有火电厂再热器系统中的再热器烟气挡板时，由于再热汽温呈对流特性，火电厂再热器系统中的负荷升高时流过再热器受地面的烟气通流量增大，再热汽温升高，负荷降低时再热汽温降低。同时，当火电厂再热器系统中的煤质变化时，煤质变化会导致水煤比变化，并改变燃烧工况以及汽水受热面的辐射、对流传热比例，这会影响流通再热器受热面的烟气温度，从而影响再热汽温特征。在水煤比失衡的条件下，系统中的一二级减温水调节系统失常，过热汽温大幅变化，则进入再热的汽温亦大幅变化，进而影响再热汽温特性，造成再热汽温控制调节品质不佳，达不到节能效果。

综上所述，如何实现高精度的再热器汽温调节品质，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种再热器烟气挡板控制方法及装置、再热汽温控制系统，用以提高再热汽温温度控制调节的良好品质，以实现再热汽温温度的精确控制。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种再热器烟气挡板控制方法，包括：

步骤A：将第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；所述第一再热汽温温度偏差区间为对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的；

步骤B：依据所述当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据所述控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；所述当前再热汽温温度偏差区间序号是对所述再热汽温温度偏差区间进行分组后按照顺序依次设置的；所述当前执行机构控制目标是与所述当前再热汽温温度偏差区间序号相同的所述执行机构控制目标；

步骤C：将所述当前再热汽温温度偏差区间的下一所述再热汽温温度偏差区间作为所述当前再热汽温温度偏差区间，并返回步骤B，直至执行完分组后的所有所述再热汽温温度偏差区间，使所述再热汽温实际值达到所述再热汽温设定值。

优选的，在步骤A前所述方法还包括：

步骤A1：获取再热汽温温度偏差；所述再热汽温温度偏差是依据再热汽温设定值和再热汽温实际值设置的。

优选的，所述步骤A1包括：

将所述再热汽温设定值与所述再热汽温实际值进行减法运算，以获取所述再热汽温温度偏差。

另一方面，本发明还提供了一种再热器烟气挡板控制装置，包括：

确定模块，用于将第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；所述第一再热汽温温度偏差区间为对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的；

控制模块，用于依据所述当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据所述控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；所述当前再热汽温温度偏差区间序号是对所述再热汽温温度偏差区间进行分组后按照顺序依次设置的；所述当前执行机构控制目标是与所述当前再热汽温温度偏差区间序号相同的所述执行机构控制目标；

执行模块，用于将所述当前再热汽温温度偏差区间的下一所述再热汽温温度偏差区间作为所述当前再热汽温温度偏差区间，并返回控制模块，直至执行完分组后的所有所述再热汽温温度偏差区间，使所述再热汽温实际值达到所述再热汽温设定值。

优选的，所述装置还包括：

获取模块，用于获取再热汽温温度偏差；所述再热汽温温度偏差是依据再热汽温设定值和再热汽温实际值设置的。

优选的，所述获取模块包括：

运算单元，用于将所述再热汽温设定值与所述再热汽温实际值进行减法运算，以获取所述再热汽温温度偏差。

再一方面，本发明还提供了一种再热汽温控制系统，包括上述任意一项所述的再热器烟气挡板控制装置。

与现有技术相比，本发明的优点如下:

本发明提供了一种再热器烟气挡板控制方法及装置、再热汽温控制系统，首先将对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；并依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；然后依次将当前再热汽温温度偏差区间的下一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间，并循环依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度，直至执行完分组后的所有再热汽温温度偏差区间，使再热汽温实际值达到再热汽温设定值。与现有技术中采用单回路PID控制的方式相比，本发明提供的一种再热器烟气挡板控制方法及装置、再热汽温控制系统在实际运行中，克服了烟气挡板滞后、煤质变化、机组负荷扰动、煤水比失调等因素引起的再热汽温调节品质不佳的问题，进而通过对再热汽温温度偏差区间分组式的控制模式，实现了多目标分段式调整再热烟气挡板执行机构的控制目标，进而实现了对再热汽温的精确控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种再热烟气挡板控制方法的一种流程图；

图2为本发明实施例提供的一种再热器烟气挡板控制方法的另一种流程图；

图3为本发明实施例提供的一种再热器烟气挡板控制装置的一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种再热器烟气挡板控制装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，其示出了本发明实施例提供的一种再热烟气挡板控制方法的一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤A：将第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间。

第一再热汽温温度偏差区间为对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的。

步骤B：依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度。

当前再热汽温温度偏差区间序号是对再热汽温温度偏差区间进行分组后按照顺序依次设置的；当前执行机构控制目标是与当前再热汽温温度偏差区间序号相同的执行机构控制目标。

步骤C：将当前再热汽温温度偏差区间的下一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间，并返回步骤B，直至执行完分组后的所有再热汽温温度偏差区间，使再热汽温实际值达到所述再热汽温设定值。

本发明实施例提供了一种再热器烟气挡板控制方法，首先将对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；并依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；然后依次将当前再热汽温温度偏差区间的下一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间，并循环依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度，直至执行完分组后的所有再热汽温温度偏差区间，使再热汽温实际值达到再热汽温设定值。

与现有技术中采用单回路PID控制的方式相比，本发明实施例提供的一种再热器烟气挡板控制方法在实际运行中，克服了烟气挡板滞后、煤质变化、机组负荷扰动、煤水比失调等因素引起的再热汽温调节品质不佳的问题，进而通过对再热汽温温度偏差区间分组式的控制模式，实现了多目标分段式调整再热烟气挡板执行机构的控制目标，进而实现了对再热汽温的精确控制。

请参考图2，其示出了本发明实施例提供的一种再热器烟气挡板控制方法的另一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤A1：获取再热汽温温度偏差。

再热汽温温度偏差是依据再热汽温设定值和再热汽温实际值设置的。

将再热汽温设定值与再热汽温实际值进行减法运算，以获取再热汽温温度偏差。其中，可以参考式(1)：

E＝SP-PV (1)

其中，E表示再热汽温温度偏差，SP表示再热汽温设定值，PV表示再热汽温实际值。

再热汽温设定值是预先设置的，其具体是按照再热器使用规范中的要求设定的。

同时，再热汽温实际值是通过实时采集获取的。

步骤B1：将第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间。

第一再热汽温温度偏差区间为对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的。

需要说明的是，在本发明实施例中是按照再热汽温温度偏差大小的变化规律对再热汽温温度偏差区间进行分组。在本发明实施例中将再热汽温温度偏差区间按照预设规则分为N个区间，以确定N组执行机构控制目标，如式(2)、(3)所示，其中N小于4，且N为整数。

E(N)＝[E(1),E(2)…E(N)] (2)

S(N)＝[S(1),S(2)…S(N)] (3)

步骤C1：依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度。

当前再热汽温温度偏差区间序号是对再热汽温温度偏差区间进行分组后按照顺序依次设置的；当前执行机构控制目标是与当前再热汽温温度偏差区间序号相同的执行机构控制目标。

步骤D1：将当前再热汽温温度偏差区间的下一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间，并返回步骤C1，直至执行完分组后的所有再热汽温温度偏差区间，使再热汽温实际值达到再热汽温设定值。

分组后的再热汽温温度偏差区间可以按照顺序依次进行标号，即第一再热汽温温度偏差区间、第二再热汽温温度偏差区间直至第N再热汽温温度偏差区间。同时并依次将第一再热汽温温度偏差区间、第二再热汽温温度偏差区间及第N再热汽温温度偏差区间依次作为当前再热汽温温度偏差区间，并依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度。

需要说明的是，与第一再热汽温温度偏差区间序号相对应的为未达到预设值的N组执行机构控制目标；

与第二再热汽温温度偏差区间序号相对应的为未达到预设值的N-1组执行机构控制目标；

与第三再热汽温温度偏差区间序号相对应的为未达到预设值的N-2组执行机构控制目标；

按照上述规律可知，与第N再热汽温温度偏差区间序号相对应的为未达到预设值的单组执行机构控制目标；

即本发明实施例中按照上述规律将作为当前再热汽温温度偏差区间按照序号与相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据该控制指令调整与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的执行机构控制目标的开度，直至执行完分组得到的所有再热汽温温度偏差区间，且将再热汽温的实际值调整到再热汽温设定值为止。

其每个当前再热汽温温度偏差区间的执行过程如下式所示：

根据第一再热汽温温度偏差区间E(1)，确定N组执行机构控制目标的控制指令，并依据该控制指令控制第一执行机构控制目标S(1)为：

S(1)＝k[E(1)+1/Ti∫E(1)dt+Td*dE(1)/dt]+S(0) (4)

其中，k为比例系数；Ti为积分时间；Td为微分时间；S(0)为执行机构初始位置；

根据再热汽温温度偏差区间E(i)，确定N组执行机构控制目标的控制指令，并依据该控制指令控制第i执行机构控制目标S(i)为：

S(i)＝k[E(i)+1/Ti∫E(i)dt+Td*dE(i)/dt]+S(i-1) (5)

根据再热汽温温度偏差区间E(N)向未到限值的单组执行机构控制目标进行调节，调整第N执行机构控制目标S(N)，调整到再热汽温设定值SP，为：

S(N)＝k[E(n)+1/Ti∫E(n)dt+Td*dE(n)/dt]+S(N-1) (6)

与上述方法的实施例相对应，本发明实施例还提供了一种再热器烟气挡板控制装置。请参考图3，其示出了本发明实施例提供的一种再热器烟气挡板控制装置的一种结构示意图，可以包括：确定模块11、控制模块12、和执行模块13，其中：

确定模块11，用于将再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间。

第一再热汽温温度偏差区间为对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的。

控制模块12，用于依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度。

当前再热汽温温度偏差区间序号是对再热汽温温度偏差区间进行分组后按照顺序依次设置的；当前执行机构控制目标是与当前再热汽温温度偏差区间序号相同的执行机构控制目标。

执行模块13，用于将当前再热汽温温度偏差区间的下一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间，并返回控制模块，直至执行完分组后的所有再热汽温温度偏差区间，使再热汽温实际值达到再热汽温设定值。

本发明实施例提供了一种再热器烟气挡板控制装置，首先将对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；并依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；然后依次将当前再热汽温温度偏差区间的下一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间，并循环依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度，直至执行完分组后的所有再热汽温温度偏差区间，使再热汽温实际值达到再热汽温设定值。

与现有技术中采用单回路PID控制的方式相比，本发明实施例提供的一种再热器烟气挡板控制装置在实际运行中，克服了烟气挡板滞后、煤质变化、机组负荷扰动、煤水比失调等因素引起的再热汽温调节品质不佳的问题，进而通过对再热汽温温度偏差区间分组式的控制模式，实现了多目标分段式调整再热烟气挡板执行机构的控制目标，进而实现了对再热汽温的精确控制。

请参考图4，其示出了本发明实施例提供的一种再热器烟气挡板控制装置的另一种结构示意图，在图3的基础上，还可以包括：获取模块10，其中：

获取模块10，用于获取再热汽温温度偏差。

再热汽温温度偏差是依据再热汽温设定值和再热汽温实际值设置的。

优选的，获取模块10还可以包括：运算单元，其中：

运算单元，用于将再热汽温设定值与再热汽温实际值进行减法运算，以获取再热汽温温度偏差。

本发明实施例提供的一种再热汽温控制系统包括上述的再热烟气挡板控制装置。

当再热汽温控制系统中的机组负荷升高时，再热汽温升高，给煤量增加，再减温水量增加，氧量减低，反之，当再热汽温控制系统中的机组负荷降低时，再热汽温降低，给煤量降低，再减温水量降低，氧量增加。将负荷、给煤量、减温水量、氧量等这些信号加入到再热器烟气挡板控制的前馈环节，主要是为了让再热器烟气挡板有一个提前量，以克服再热器烟气挡板动作滞后的问题。

本发明实施例提供了一种再热汽温控制系统，首先将对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；并依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；然后依次将当前再热汽温温度偏差区间的下一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间，并循环依据当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据控制指令调整当前执行机构控制目标的开度，直至执行完分组后的所有再热汽温温度偏差区间，使再热汽温实际值达到再热汽温设定值。

与现有技术中采用单回路PID控制的方式相比，本发明实施例提供的一种再热汽温控制系统在实际运行中，克服了烟气挡板滞后、煤质变化、机组负荷扰动、煤水比失调等因素引起的再热汽温调节品质不佳的问题，进而通过对再热汽温温度偏差区间分组式的控制模式，实现了多目标分段式调整再热烟气挡板执行机构的控制目标，进而实现了对再热汽温的精确控制。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种再热器烟气挡板控制方法，其特征在于，包括：

步骤A：将第一再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；所述第一再热汽温温度偏差区间为对依据再热汽温温度偏差设置的再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的；

步骤B：依据所述当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据所述控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；所述当前再热汽温温度偏差区间序号是对所述再热汽温温度偏差区间进行分组后按照顺序依次设置的；所述当前执行机构控制目标是与所述当前再热汽温温度偏差区间序号相同的所述执行机构控制目标；

步骤C：将所述当前再热汽温温度偏差区间的下一所述再热汽温温度偏差区间作为所述当前再热汽温温度偏差区间，并返回步骤B，直至执行完分组后的所有所述再热汽温温度偏差区间，使所述再热汽温实际值达到所述再热汽温设定值。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在步骤A前所述方法还包括：

步骤A1：获取再热汽温温度偏差；所述再热汽温温度偏差是依据再热汽温设定值和再热汽温实际值设置的。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述步骤A1包括：

将所述再热汽温设定值与所述再热汽温实际值进行减法运算，以获取所述再热汽温温度偏差。

4.一种再热器烟气挡板控制装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于将再热汽温温度偏差区间作为当前再热汽温温度偏差区间；所述再热汽温温度偏差区间为对依据再热汽温温度偏差设置的第一再热汽温温度偏差区间按照预设规则进行分组获取的；

控制模块，用于依据所述当前再热汽温温度偏差区间对与当前再热汽温温度偏差区间序号相对应的未达到预设值的执行机构控制目标发布控制指令，并依据所述控制指令调整当前执行机构控制目标的开度；所述当前再热汽温温度偏差区间序号是对所述再热汽温温度偏差区间进行分组后按照顺序依次设置的；所述当前执行机构控制目标是与所述当前再热汽温温度偏差区间序号相同的所述执行机构控制目标；

执行模块，用于将所述当前再热汽温温度偏差区间的下一所述再热汽温温度偏差区间作为所述当前再热汽温温度偏差区间，并返回控制模块，直至执行完分组后的所有所述再热汽温温度偏差区间，使所述再热汽温实际值达到所述再热汽温设定值。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

获取模块，用于获取再热汽温温度偏差；所述再热汽温温度偏差是依据再热汽温设定值和再热汽温实际值设置的。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述获取模块包括：

运算单元，用于将所述再热汽温设定值与所述再热汽温实际值进行减法运算，以获取所述再热汽温温度偏差。

7.一种再热汽温控制系统，其特征在于，包括上述权利要求4至6任意一项所述的再热器烟气挡板控制装置。