CN107525057A - 一种主汽温度的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主汽温度的控制方法，包括实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围；若否，修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标。本发明不会出现喷水阀门开关过头的现象，减少了喷水阀门的动作范围和动作次数，进而提高了喷水阀门的寿命，克服了喷水降温后蒸汽温度的非线性和时变性，从而保证了输出的主汽温度的稳定性。本发明还公开了一种主汽温度的控制系统，具有上述有益效果。

Description

一种主汽温度的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及温度控制领域，特别是涉及一种主汽温度的控制方法及系统。

背景技术

目前火电厂、热电厂一般使用锅炉来进行能量转换，把水变成高温高压蒸汽，为了保证锅炉正常运行，需要对锅炉的主汽温度进行控制，即控制锅炉过热器的出口温度，在现有技术中锅炉主汽温度控制系统普遍采用传统的PID串级控制，即通过调节多级喷水阀门的开度来控制喷水减温后的蒸汽温度，从而控制经过过热器后的主汽温度，每级喷水阀门的工作原理都相同。当主汽温度的实际测量值大于标准范围时，开大各级喷水阀门，增大喷水量以降低喷水减温后的蒸汽温度，使经过过热器后的主汽温度降低至标准范围，反之，关小各级喷水阀门，减少喷水量以提高喷水减温后的蒸汽温度，使经过过热器后的主汽温度升高至标准范围。

但是，各级喷水减温后的蒸汽温度又比较灵敏，具有时变形和非线性，会根据工况上下变化，所以会导致主汽温度波动较大，影响锅炉的正常运行，且喷水阀门调节特性差，当锅炉的主汽温度变化时，喷水阀门的开度可能长时间处于开大状态或关小状态，使锅炉的主汽温度过高或过低，且喷水阀门动作频繁会降低喷水阀门的寿命，造成安全隐患。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种主汽温度的控制方法，不会出现喷水阀门开关过头的现象，减少了喷水阀门的动作范围和动作次数，进而提高了喷水阀门的寿命，克服了喷水降温后蒸汽温度的非线性和时变性，从而保证了输出的主汽温度的稳定性；本发明的另一目的是提供一种主汽温度的控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种主汽温度的控制方法，包括：

实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；

判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围；

若否，修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标。

优选的，所述实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，并实时累计学习，其中，所述温度加权平均值为其所在级的蒸汽温度目标。

优选的，所述分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值的过程具体为：

根据平均值关系式分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，其中，所述平均值关系式为Y为当前的温度加权平均值，Y₀为过去的温度加权平均值，p为过去的温度加权平均值的权重，N为当前实际测量值，q为当前实际测量值的权重。

优选的，所述修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标的过程具体为：

判断输出的主汽温度的实际测量值是否大于预设范围；

若是，则通过减小每级当前的蒸汽温度目标来进行修正，并学习每级修正后的蒸汽温度目标，使主汽温度的实际测量值满足预设范围；

若否，则通过增大每级当前的蒸汽温度目标来进行修正，并学习每级修正后的蒸汽温度目标，使主汽温度的实际测量值满足预设范围。

优选的，所述减小每级当前的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别给每级当前的蒸汽温度目标叠加辅助值并进行加权计算来减小每级当前的蒸汽温度目标，其中，所述辅助值为其所在级学习过的蒸汽温度目标，且小于其所在级当前的蒸汽温度目标，所述辅助值的权重大于其所在级当前的蒸汽温度目标的权重；

所述增大每级当前的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别给每级当前的蒸汽温度目标叠加辅助值并进行加权计算来增大每级当前的蒸汽温度目标，其中，所述辅助值为其所在级学习过的蒸汽温度目标，且大于其所在级当前的蒸汽温度目标，所述辅助值的权重大于其所在级当前的蒸汽温度目标的权重。

优选的，所述实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标之后，判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围之前，该方法还包括：

每隔预设时间修改过去的温度加权平均值的权重p和当前实际测量值的权重q，得到每级新的蒸汽温度目标，其中，p和q的和恒定。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种主汽温度的控制系统，包括：

学习模块，用于实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；

判断模块，用于判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围，若否，触发修正模块；

所述修正模块，用于修正每级的蒸汽温度目标，并触发所述学习模块。

优选的，所述学习模块具体用于分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，并实时累计学习，其中，所述温度加权平均值为其所在级的蒸汽温度目标。

优选的，所述学习模块具体用于根据平均值关系式分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，其中，所述平均值关系式为Y为当前的温度加权平均值，Y₀为过去的温度加权平均值，p为过去的温度加权平均值的权重，N为当前实际测量值，q为当前实际测量值的权重。

优选的，所述实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标之后，判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围之前，所述学习模块还用于每隔预设时间修改过去的温度加权平均值的权重p和当前实际测量值的权重q，得到每级新的蒸汽温度目标，其中，p和q的和恒定。

本发明提供了一种主汽温度的控制方法，包括实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围；若否，修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标。

可见，在实际应用中，采用本发明的方案，实时学习各级喷水减温后的蒸汽温度目标，使输出的主汽温度满足其预设范围，不会出现喷水阀门开关过头的现象，减少了喷水阀门的动作范围和动作次数，进而提高了喷水阀门的寿命，当工况发生改变时，采用本发明的方案，可以自动修正各级喷水减温后的蒸汽温度目标，再进行学习，克服了喷水降温后蒸汽温度的非线性和时变性，从而保证了输出的主汽温度的稳定性。

本发明还提供了一种主汽温度的控制系统，具有和上述控制方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种主汽温度控制方法的流程图；

图2为本发明所提供的一种主汽温度控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种主汽温度的控制方法，不会出现喷水阀门开关过头的现象，减少了喷水阀门的动作范围和动作次数，进而提高了喷水阀门的寿命，克服了喷水降温后蒸汽温度的非线性和时变性，从而保证了输出的主汽温度的稳定性；本发明的另一核心是提供一种主汽温度的控制系统。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明所提供的一种主汽温度控制方法的流程图，包括：

步骤1：实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；

具体的，在实际应用中，控制锅炉的主汽温度一般是通过控制各级喷水阀门的开度，采用本发明的方法，机器实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标，可以把各级喷水减温后的温度控制在一定的范围内，因为学习的蒸汽温度目标通常变化不大，所以不会出现喷水阀门开关过头的现象，减少了喷水阀门的动作范围和动作次数，进而提高了喷水阀门的寿命。

步骤2：判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围，若否，进入步骤3；

具体的，为了进一步保证输出的主汽温度的实际测量值能满足预设范围，还需要对其进行实时的检测，当主汽温度的实际测量值不在预设范围内时，说明机器学习的各级蒸汽温度目标出现了偏差，需要及时调整，为输出满足预设范围的主汽温度提供了基础。

步骤3：修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标。

具体的，当主汽温度的实际测量值不满足预设范围时，需要修正机器学习的每级蒸汽温度目标，调节的目标明确，即使工况发生变化，通过机器的自学习和修正，就能得到准确的蒸汽温度目标，进而保证了输出的主汽温度满足预设范围，采用本发明的方案克服了喷水减温后的蒸汽温度的非线性和时变形，从而保证了输出的主汽温度的稳定性。

本发明提供了一种主汽温度的控制方法，包括实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围；若否，修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标。

可见，在实际应用中，采用本发明的方案，实时学习各级喷水减温后的蒸汽温度目标，使输出的主汽温度满足其预设范围，不会出现喷水阀门开关过头的现象，减少了喷水阀门的动作范围和动作次数，进而提高了喷水阀门的寿命，当工况发生改变时，采用本发明的方案，可以自动修正各级喷水减温后的蒸汽温度目标，再进行学习，克服了喷水降温后蒸汽温度的非线性和时变性，从而保证了输出的主汽温度的稳定性。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，并实时累计学习，其中，温度加权平均值为其所在级的蒸汽温度目标。

具体的，在实际应用中，即使在锅炉运行的过程中，通过手动控制的主汽温度会大幅波动，但是在相近负荷和工况下，喷水减温后的温度加权平均值变化的较小，相对固定，所以本发明采用温度加权平均值作为机器学习的蒸汽温度目标，进一步保证了不会出现喷水阀门开关过头的现象，减少了喷水阀门的动作范围和动作次数，进而提高了喷水阀门的寿命。

当然，机器学习的蒸汽温度目标除了可以为温度加权平均值还可以为其他值，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值的过程具体为：

根据平均值关系式分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，其中，平均值关系式为Y为当前的温度加权平均值，Y₀为过去的温度加权平均值，p为过去的温度加权平均值的权重，N为当前实际测量值，q为当前实际测量值的权重。

具体的，因为本发明中采用的温度加权平均值是实时累计的，根据平均值计算公式得到的当前的温度加权平均值更加准确，在一定程度上保证了输出的主汽温度满足预设范围，一般的，过去的温度加权平均值的权重p要大于当前实际测量值的权重q。

当然，除了可以通过平均值关系式得到各级喷水减温后的温度加权平均值还可以通过其他方法，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标的过程具体为：

判断输出的主汽温度的实际测量值是否大于预设范围；

若是，则通过减小每级当前的蒸汽温度目标来进行修正，并学习每级修正后的蒸汽温度目标，使主汽温度的实际测量值满足预设范围；

若否，则通过增大每级当前的蒸汽温度目标来进行修正，并学习每级修正后的蒸汽温度目标，使主汽温度的实际测量值满足预设范围。

具体的，当输出的主汽温度的实际测量值不满足预设范围时，机器会自动修正当前的蒸汽温度目标，即当主汽温度的实际测量值大于预设范围时，机器会自动减小学习的蒸汽温度目标，从而使输出的主汽温度满足预设范围，当主汽温度的实际测量值小于预设范围时，机器会自动增大学习的蒸汽温度目标，从而使输出的主汽温度满足预设范围，且由于机器一直在学习，所以输出的主汽温度和预设范围的偏差并不大，进一步保证了不会出现喷水阀门开关过头的现象。

作为一种优选的实施例，减小每级当前的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别给每级当前的蒸汽温度目标叠加辅助值并进行加权计算来减小每级当前的蒸汽温度目标，其中，辅助值为其所在级学习过的蒸汽温度目标，且小于其所在级当前的蒸汽温度目标，辅助值的权重大于其所在级当前的蒸汽温度目标的权重；

增大每级当前的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别给每级当前的蒸汽温度目标叠加辅助值并进行加权计算来增大每级当前的蒸汽温度目标，其中，辅助值为其所在级学习过的蒸汽温度目标，且大于其所在级当前的蒸汽温度目标，辅助值的权重大于其所在级当前的蒸汽温度目标的权重。

具体的，为了使机器自修正更加准确，本发明采用增加辅助值的方式来进行修正，若要减小各级要学习的蒸汽温度目标，机器可以选择一个这一级学习过的蒸汽温度目标作为辅助值，该辅助值要小于当前机器学习的蒸汽温度目标，反之，若要增大各级要学习的蒸汽温度目标，则选择一个大于当前机器学习的蒸汽温度目标的辅助值，进行加权计算，得到新的加权平均值即蒸汽温度目标，再进行学习，这样可以保证机器学习更加准确，克服了喷水减温后蒸汽温度的时变形和非线性。

当然，修正的方法除了增加辅助值还可以为其他方法，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标之后，判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围之前，该方法还包括：

每隔预设时间修改过去的温度加权平均值的权重p和当前实际测量值的权重q，得到每级新的蒸汽温度目标，其中，p和q的和恒定。

具体的，为了进一步保证机器学习的蒸汽温度目标的准确性，本发明还会每隔预设时间，修改一下过去的温度加权平均值的权重p和当前实际测量值的权重q，一般的，在修改时还是要保证p>q，且p和q的和恒定。

具体的，假设p和q的和为10，在之前学习的过程中，p和q的比为7：3，如果想要加快学习速度，可以将p和q的比修改为6：4，如果想要减慢学习速度，可以将p和q的比修改为8：2。

请参照图2，图2为本发明所提供的一种主汽温度控制系统的结构示意图，包括：

学习模块1，用于实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；

判断模块2，用于判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围，若否，触发修正模块3；

修正模块3，用于修正每级的蒸汽温度目标，并触发学习模块1。

作为一种优选的实施例，学习模块1具体用于分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，并实时累计学习，其中，温度加权平均值为其所在级的蒸汽温度目标。

作为一种优选的实施例，学习模块1具体用于根据平均值关系式分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，其中，平均值关系式为Y为当前的温度加权平均值，Y₀为过去的温度加权平均值，p为过去的温度加权平均值的权重，N为当前实际测量值，q为当前实际测量值的权重。

作为一种优选的实施例，实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标之后，判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围之前，学习模块1还用于每隔预设时间修改过去的温度加权平均值的权重p和当前实际测量值的权重q，得到每级新的蒸汽温度目标，其中，p和q的和恒定。

对于本发明所提供的一种主汽温度的控制系统的介绍请参照上述实施例，本发明在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业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的专业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，在其他实施例中实现。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 (10)

1.一种主汽温度的控制方法，其特征在于，包括：

实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；

判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围；

若否，修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，并实时累计学习，其中，所述温度加权平均值为其所在级的蒸汽温度目标。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值的过程具体为：

根据平均值关系式分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，其中，所述平均值关系式为Y为当前的温度加权平均值，Y₀为过去的温度加权平均值，p为过去的温度加权平均值的权重，N为当前实际测量值，q为当前实际测量值的权重。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述修正每级的蒸汽温度目标，并学习每级修正后的蒸汽温度目标的过程具体为：

判断输出的主汽温度的实际测量值是否大于预设范围；

若是，则通过减小每级当前的蒸汽温度目标来进行修正，并学习每级修正后的蒸汽温度目标，使主汽温度的实际测量值满足预设范围；

若否，则通过增大每级当前的蒸汽温度目标来进行修正，并学习每级修正后的蒸汽温度目标，使主汽温度的实际测量值满足预设范围。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述减小每级当前的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别给每级当前的蒸汽温度目标叠加辅助值并进行加权计算来减小每级当前的蒸汽温度目标，其中，所述辅助值为其所在级学习过的蒸汽温度目标，且小于其所在级当前的蒸汽温度目标，所述辅助值的权重大于其所在级当前的蒸汽温度目标的权重；

所述增大每级当前的蒸汽温度目标的过程具体为：

分别给每级当前的蒸汽温度目标叠加辅助值并进行加权计算来增大每级当前的蒸汽温度目标，其中，所述辅助值为其所在级学习过的蒸汽温度目标，且大于其所在级当前的蒸汽温度目标，所述辅助值的权重大于其所在级当前的蒸汽温度目标的权重。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标之后，判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围之前，该方法还包括：

每隔预设时间修改过去的温度加权平均值的权重p和当前实际测量值的权重q，得到每级新的蒸汽温度目标，其中，p和q的和恒定。

7.一种主汽温度的控制系统，其特征在于，包括：

学习模块，用于实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标；

判断模块，用于判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围，若否，触发修正模块；

所述修正模块，用于修正每级的蒸汽温度目标，并触发所述学习模块。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述学习模块具体用于分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，并实时累计学习，其中，所述温度加权平均值为其所在级的蒸汽温度目标。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述学习模块具体用于根据平均值关系式分别计算每级喷水减温后的温度加权平均值，其中，所述平均值关系式为Y为当前的温度加权平均值，Y₀为过去的温度加权平均值，p为过去的温度加权平均值的权重，N为当前实际测量值，q为当前实际测量值的权重。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述实时学习每级喷水减温后的蒸汽温度目标之后，判断输出的主汽温度的实际测量值是否满足预设范围之前，所述学习模块还用于每隔预设时间修改过去的温度加权平均值的权重p和当前实际测量值的权重q，得到每级新的蒸汽温度目标，其中，p和q的和恒定。