CN113847590A - 汽包水位控制方法、装置、系统及设备 - Google Patents

汽包水位控制方法、装置、系统及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113847590A
CN113847590A CN202111277151.8A CN202111277151A CN113847590A CN 113847590 A CN113847590 A CN 113847590A CN 202111277151 A CN202111277151 A CN 202111277151A CN 113847590 A CN113847590 A CN 113847590A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
flue gas
steam
output value
water level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111277151.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113847590B (zh
Inventor
祖启航
许义军
马圣平
周宗贤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shencai Technology Co Ltd
Original Assignee
Shencai Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shencai Technology Co Ltd filed Critical Shencai Technology Co Ltd
Priority to CN202111277151.8A priority Critical patent/CN113847590B/zh
Publication of CN113847590A publication Critical patent/CN113847590A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113847590B publication Critical patent/CN113847590B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/22—Drums; Headers; Accessories therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/42—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices
    • F22B37/46—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices responsive to low or high water level, e.g. for checking, suppressing, extinguishing combustion in boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/42—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices
    • F22B37/47—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices responsive to abnormal temperature, e.g. actuated by fusible plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

本公开涉及一种汽包水位控制方法、装置、系统及设备，方法包括：确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，获得第一偏差数据，将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值；确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数，获取第二偏差数据；确定所述烟道内烟气流速基数，获取第三偏差数据；根据所述第二偏差数据和第三偏差数据对所述第一输出值进行修正获得第二输出值；实时获取流入所述汽包的给水流量数据和所述汽包输出的蒸汽流量数据，根据所述给水流量数据和蒸汽流量数据获得第三输出值，根据所述第三输出值控制给水流量；所述装置、系统及设备用于实现所述方法。本公开有助于提高汽包水位控制的准确性和稳定性。

Description

汽包水位控制方法、装置、系统及设备
技术领域
本申请涉及控制调节装置技术领域，特别是涉及一种汽包水位控制方法、装置、系统及设备。
背景技术
锅炉作为国民经济中重要的热能供应设备，可直接为工业生产和人民生活提供所需的热水或者蒸汽，也可根据能量转换，将蒸汽动力转换为机械能，或者再利用发电设备将机械能转换为电能。锅炉在加热过程中具有爆炸危险，保证锅炉运行可靠、安全生产的关键，在于保持汽包水位恒定。汽包水位过高、满水以及过低都容易造成锅炉设备的效率低下，甚至引发锅炉设备损坏事故。
然而，现有的汽包水位控制多采用PID控制，通过检测汽包实时水位，调节汽包的给水流量。由于PID控制通过特定的参数进行调节，抗干扰性较差，容易引起控制系统动荡。现有控制系统为了提高控制精度往往需要操作人员参与调节，不但增加了工作人员的劳动强度，而且容易因人为疏忽或一些误操作等造成一些不必要的事故，使得系统稳定性较为薄弱。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，本公开提供了一种汽包水位控制方法、装置、系统、设备、程序产品及存储介质。
其中，一种汽包水位控制方法，包括：
确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，根据所述实时水位数据获得与所述设定水位数据的第一偏差数据，将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值；
确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数，获取所述烟道内实时烟气温度数据，根据所述实时烟气温度数据获得与所述烟气温度基数的第二偏差数据；所述余热回收装置用于为所述汽包提供热能；
确定所述烟道内烟气流速基数，获取所述烟道内实时烟气流速数据，根据所述实时烟气流速数据获得与所述烟气流速基数的第三偏差数据；
根据所述第二偏差数据和第三偏差数据对所述第一输出值进行修正获得第二输出值；
实时获取流入所述汽包的给水流量数据和所述汽包输出的蒸汽流量数据，根据所述给水流量数据和蒸汽流量数据对所述第二输出值进行修正，获得第三输出值，根据所述第三输出值控制流入所述汽包的给水流量。
在其中一个实施例中，所述确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，根据所述实时水位数据获得与所述设定水位数据的第一偏差数据，将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值包括：
接收上位机的控制信号，根据所述控制信号确定所述设定水位数据；
将所述实时水位数据作为负反馈信号作用于所述设定水位数据，获得所述第一偏差数据；
将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值。
在其中一个实施例中，所述确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数包括：
获取所述烟道设定周期内汽包稳定生产状态下的烟气温度历史数据；
剔除所述烟气温度历史数据的异常数据，计算剔除所述异常数据后的烟气温度历史数据的平均值，将所述平均值作为所述烟气温度基数。
在其中一个实施例中，所述烟道内烟气温度基数包括：
获取所述烟道设定周期内汽包稳定生产状态下的烟气流速历史数据；
剔除所述烟气流速历史数据的异常数据，计算剔除所述异常数据后的烟气流速历史数据的平均值，将所述平均值作为所述烟气流速基数。
在其中一个实施例中，所述根据所述第二偏差数据和第三偏差数据对所述第一输出值进行修正获得第二输出值包括：
将所述第二偏差数据和第三偏差数据作为正前馈信号作用于所述第一输出值，获得所述第二输出值。
在其中一个实施例中，所述根据所述给水流量数据和蒸汽流量数据对所述第二输出值进行修正，获得第三输出值，根据所述第三输出值控制流入所述汽包的给水流量包括：
将所述给水流量数据作为负向串级信号作用于所述第二输出值，将所述蒸汽流量数据作为正向串级信号作用于所述第二输出值，获得所述第三输出值；
根据所述第三输出值调节给水调节阀，所述给水调节阀用于调节流入所述汽包的给水流量。
本公开还提供了一种汽包水位控制装置，包括：
PID控制模块，用于确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，根据所述实时水位数据获得与所述设定水位数据的第一偏差数据，将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值；
烟气温度模块，用于确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数，获取所述烟道内实时烟气温度数据，根据所述实时烟气温度数据获得与所述烟气温度基数的第二偏差数据；所述余热回收装置用于为所述汽包提供热能；
烟气流速模块，用于确定所述烟道内烟气流速基数，获取所述烟道内实时烟气流速数据，根据所述实时烟气流速数据获得与所述烟气流速基数的第三偏差数据；
修正模块，用于根据所述第二偏差数据和第三偏差数据对所述第一输出值进行修正获得第二输出值；
给水模块，用于实时获取流入所述汽包的给水流量数据和所述汽包输出的蒸汽流量数据，根据所述给水流量数据和蒸汽流量数据对所述第二输出值进行修正，获得第三输出值，根据所述第三输出值控制流入所述汽包的给水流量。
本公开还提供了一种汽包水位控制系统，包括：
水位检测元件，设置于所述汽包内部，用于检测所述汽包内水位数据；
温度检测元件，设置于与余热回收装置相连通的烟道内部，用于检测所述烟道内烟气温度数据；所述余热回收装置用于为所述汽包提供热能；
气流检测元件，设置于与所述汽包相连通的烟道内部，用于检测所述烟道内烟气流速数据；
给水流量检测元件，设置于连通所述汽包的进水管上，用于检测流入所述汽包的给水流量数据；
蒸汽流量检测元件，设置于连通所述汽包的出气管上，用于检测所述汽包输出的蒸汽流量数据；
控制模块，分别与所述水位检测元件、温度检测元件、气流检测元件、给水流量检测元件、蒸汽流量检测元件通信连接；所述控制模块的处理器执行存储的计算机程序时实现上述汽包水位控制方法的步骤。
本公开还提供了一种汽包水位控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述汽包水位控制方法的步骤。
本公开还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中包括指令，所述指令被执行时，能够执行上述汽包水位控制方法的步骤。
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述汽包水位控制方法的步骤。
上述汽包水位控制方法、装置、系统、设备、程序产品及存储介质，至少包括以下有益效果：
本公开在控制过程中不仅进行了偏差修正，还针对余热回收装置产生烟气的烟气温度和烟气流速进行了修正，可以及时对烟气温度和烟气流量的变化进行控制调节，避免了烟气温度和烟气流量引发的“虚假水位”对汽包水位控制产生的滞后影响，减少系统动荡，提高了汽包水位控制的准确性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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为一实施例中提供的汽包水位控制方法的流程示意图；
图2为一实施例中提供的获得第一偏差数据的流程示意图；
图3为一实施例中提供的确定烟道内烟气温度基数的流程示意图；
图4为一实施例中提供的确定烟道内烟气流速基数的流程示意图；
图5为一实施例中提供的调节流入汽包的给水流量的流程示意图；
图6为一实施例中提供的汽包水位控制框图；
图7为一实施例中提供的汽包水位控制装置的框图；
图8为一实施例中提供的PID控制模块的框图；
图9为一实施例中提供的烟气温度模块的框图；
图10为一实施例中提供的烟气流速模块的框图；
图11为一实施例中提供的给水模块的框图；
图12为一实施例中提供的汽包水位控制系统的框图；
图13为一实施例中提供的汽包水位控制设备的框图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。术语“包括”、“包含”或者其任何其它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、产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它要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。例如若使用到第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
在锅炉设备操作运行中，汽包水位控制十分重要。汽包是锅炉设备中最重要的设备，是锅炉加热、汽化、过热三过程的连接枢纽，起着承上启下的作用。水在锅炉中变成合格的过热蒸汽，要经过加热、汽化、过热三个过程。汽包中水位过高，蒸汽空间缩小将会引起蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，以致在过热器管内产生盐垢沉积，使管道过热，金属强度降低而发生爆破；满水时蒸汽大量带水，将会引起管道和汽机内产生严重的水冲击，造成设备的损坏；水位过低，将会引起水循环的破坏，使水冷壁管超温过热，严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。
以余热锅炉为例，余热锅炉是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉。现以一具体的余热锅炉汽包水位控制应用场景为例，请参阅图1，本发明提供一种汽包水位控制方法，包括步骤：
步骤S100：确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，根据实时水位数据获得与设定水位数据的第一偏差数据，将第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值。
根据实际应用场景预设给定值，确定汽包设定水位数据。设定水位数据可以通过仪表器件人工输入，或者上位机输入。设定水位数据可以理解为希望通过本控制方法，使得汽包内水位保持在设定水位数据。汽包水位控制是个动态过程，通过实时获取汽包内的实时水位数据，计算实时水位数据与设定水位数据的第一偏差数据。第一偏差数据可以包括偏差和偏差率。将获得的第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值。PID控制器可以是指按偏差的比例(Proportion，简称P)、积分(Integral，简称I)和微分(Differential，简称D)进行控制的PID控制器。PID控制器用于对第一偏差值通过比例、积分、微分计算，减少偏差的影响，实现稳定控制。
步骤S200：确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数，获取烟道内实时烟气温度数据，根据实时烟气温度数据获得与烟气温度基数的第二偏差数据；余热回收装置用于为汽包提供热能。
在余热锅炉应用场景下，可以将二燃室输出的高温废气通过烟道流通至余热回收装置，余热回收装置用于为汽包提供热能。在汽包水位控制过程中，烟道内烟气温度基数作为一个控制参数进行控制。通过预先确定的烟气温度基数，与实时获取烟气温度数据求差获得第二偏差数据。烟气温度基数可以是指在汽包水位稳定状态下的烟气温度数据，烟气温度基数的获得方式可以采用理论计算或者实验获得。
烟气温度对汽包水位影响特性如下：
当烟气温度突然增加时，导致锅炉吸热量增加，流通到汽包内的蒸汽流量增加，汽包内压力升高。此时，流通到汽包内的蒸汽流量大于流通到汽包内的给水量。受水中气泡增多和给水量小于蒸发量的双重影响，水位先短暂升高，稳定后下降。该情况下汽包水位短暂升高即为“虚假水位”现象。
当烟气温度突然降低时，导致锅炉吸热量减少，流通到汽包内的蒸汽流量减少，汽包压力降低。此时，流通到汽包内的蒸汽流量小于流通到汽包内的给水量。受水中气泡减少和给水量大于蒸发量的双重影响，水位先短暂降低，稳定后升高。该情况下汽包水位短暂降低即为“虚假水位”现象。
步骤S300：确定烟道内烟气流速基数，获取烟道内实时烟气流速数据，根据实时烟气流速数据获得与烟气流速基数的第三偏差数据。
除了烟道内烟气温度数据，本实施例还引入了烟气流速数据作为控制参数。通过预先确定的烟气流速基数，与实时获取烟气流速数据求差获得第三偏差数据。烟气流速基数可以是指在汽包水位稳定状态下的烟气流速数据，烟气流速基数的获得方式可以采用理论计算或者实验获得，具体还可以在烟道内设置引风机，以引风机流速替代烟气流速。
烟气流速对汽包水位影响特性如下：
当烟气流速突然增大时，导致锅炉吸热量增加，流通到汽包内的蒸汽流量增加，汽包内压力升高。此时，流通到汽包内的蒸汽流量大于流通到汽包内的给水量。受水中气泡增多和给水量小于蒸发量的双重影响，水位先短暂升高，稳定后下降。该情况下汽包水位短暂升高即为“虚假水位”现象。
当烟气流速突然减小时，导致锅炉吸热量减少，流通到汽包内的蒸汽流量减少，汽包压力降低。此时，流通到汽包内的蒸汽流量小于流通到汽包内的给水量。受水中气泡减少和给水量大于蒸发量的双重影响，水位先短暂降低，稳定后升高。该情况下汽包水位短暂降低即为“虚假水位”现象。
步骤S400：根据第二偏差数据和第三偏差数据对第一输出值进行修正获得第二输出值。
根据上述步骤S200获得的第二偏差值和步骤S300中的第三偏差值，对第一输出值进行计算修正，获得第二输出值。
步骤S500：实时获取流入汽包的给水流量数据和汽包输出的蒸汽流量数据，根据给水流量数据和蒸汽流量数据对第二输出值进行修正，获得第三输出值，根据第三输出值控制流入汽包的给水流量。
根据上述步骤S400获得的第二输出值后，引入给水流量和蒸汽流量这两个控制参数。通过实时获取流入汽包的给水流量数据和汽包输出的蒸汽流量数据，对第二输出值进行计算修正获得第三输出值。第三输出值是经过偏差、烟气温度、烟气流速、给水流量、蒸汽流量的修正获得，最终根据第三输出值控制流入汽包的给水流量，实现汽包水位的稳定控制。
本实施例提供的汽包水位控制方法在控制过程中不仅进行了偏差修正，还针对余热回收装置产生烟气的烟气温度和烟气流速进行了修正，可以及时对烟气温度和烟气流量的变化进行控制调节，避免了烟气温度和烟气流量引发的“虚假水位”对汽包水位控制产生的滞后影响，有助于提高汽包水位控制的准确性和稳定性。
在本公开的一些实施例中，请参阅图2，上述步骤S100包括：
步骤S102：接收上位机的控制信号，根据控制信号确定设定水位数据。
本实施例找中获取设定水位数据的方式采用了从上位机中获得的方式，根据上位机传输的控制信号，确定设定水位数据。
步骤S104：将实时水位数据作为负反馈信号作用于设定水位数据，获得第一偏差数据。
采用负反馈控制方案，将实时水位数据作为负反馈信号作用于设定水位数据，获得第一偏差数据。负反馈可以是指输出量信息与参考输入量信息进行比较，利用偏差量进行调节控制。
步骤S106：将第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值。
在本公开的一些实施例中，请参阅图3，步骤S200中的确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数包括：
步骤S202：获取烟道设定周期内汽包稳定生产状态下的烟气温度历史数据。
烟气温度基数的获得方式可以采用理论计算或者实验获得，本实施例采用了根据历史数据获得的方式。首先获取设定周期内在汽包稳定生产状态下的烟气温度历史数据，设定周期可以为一周或一个月等。
步骤S204：剔除烟气温度历史数据的异常数据，计算剔除异常数据后的烟气温度历史数据的平均值，将平均值作为烟气温度基数。
将采集到的历史数据进行数据处理，剔除烟气温度历史数据的异常数据。异常数据可以包括数据缺失、数据大小超出预设的阈值区间，剔除异常数据可以剔除历史数据中缺失值和过大过小的数值。计算剔除异常数据后的烟气温度历史数据的平均值，将计算获得的平均值作为烟气温度基数。
本实施例提供的汽包水位控制方法通过获取设定周期内在汽包稳定生产状态下的烟气温度历史数据，并根据历史数据确定烟气温度基数，使得在汽包水位控制中可以及时根据烟气温度突变进行调节控制。
在本公开的一些实施例中，请参阅图4，步骤S300中的确定烟道内烟气流速基数包括：
步骤S302：获取烟道设定周期内汽包稳定生产状态下的烟气流速历史数据。
烟气流速基数的获得方式可以采用理论计算或者实验获得，本实施例采用了根据历史数据获得的方式。首先获取设定周期内在汽包稳定生产状态下的烟气流速历史数据，设定周期可以为一周或一个月等。
步骤S304：剔除烟气流速历史数据的异常数据，计算剔除异常数据后的烟气流速历史数据的平均值，将平均值作为烟气流速基数。
将采集到的历史数据进行数据处理，剔除烟气流速历史数据的异常数据。异常数据可以包括数据缺失、数据大小超出预设的阈值区间，剔除异常数据可以剔除历史数据中缺失值和过大过小的数值。计算剔除异常数据后的烟气流速历史数据的平均值，将计算获得的平均值作为烟气温度基数。
在本公开的一些实施例中，步骤S400包括：
将第二偏差数据和第三偏差数据作为正前馈信号作用于第一输出值，获得第二输出值。
前馈控制可以是指控制部分发出指令使受控部分进行某种活动，同时又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，即受控部分在接受控制部分的指令进行活动时，又及时地受到前馈信号的调控。在本实施例中，在第一输出值经过给水流量数据和蒸汽流量数据控制调节前，先经过第二偏差数据和第三偏差数据的正前馈信号。
本实施例通过将第二偏差数据和第三偏差数据作为正前馈信号作用于第一输出值，可以在控制前期引入烟道内烟气温度和烟气流速对汽包水位的影响，提高了控制精度，还可以避免“虚假水位”对汽包水位控制引起动荡。
在本公开的一些实施例中，请参阅图5，步骤S500包括：
步骤S502：将给水流量数据作为负向串级信号作用于第二输出值，将蒸汽流量数据作为正向串级信号作用于第二输出值，获得第三输出值。
串级信号可以是指位于控制系统的同一控制支路上的信号。在本实施例中，在第二输出值到第三输出值的路径上，具有给水流量数据和蒸汽流量数据这两个与第二输出值串级的信号。
步骤S504：根据第三输出值调节给水调节阀，给水调节阀用于调节流入汽包的给水流量。
结合附图6的控制框图，经过上述步骤的控制调节，最终得到第三输出值，根据第三输出值调节给水调节阀，进而调节流入汽包的给水流量，实现汽包水位控制。
应该理解的是，虽然图1-图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于上述的汽包水位控制方法实施例的描述，本公开还提供汽包水位控制装置Z00。所述装置Z00可以包括使用了本说明书实施例所述方法的系统(包括分布式系统)、软件(应用)、模块、组件、服务器、客户端等并结合必要的实施硬件的装置。基于同一创新构思，本公开实施例提供的一个或多个实施例中的装置如下面的实施例所述。由于装置解决问题的实现方案与方法相似，因此本说明书实施例具体的装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图7是根据一示例性实施例示出的一种汽包水位控制装置的框图。所述装置Z00可以为前述所述终端，也可以为服务器，或者集成于所述终端的模块、组件、器件、单元等。具体的可以参照图，该装置可以包括：
PID控制模块Z10，用于确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，根据实时水位数据获得与设定水位数据的第一偏差数据，将第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值；
烟气温度模块Z20，用于确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数，获取烟道内实时烟气温度数据，根据实时烟气温度数据获得与烟气温度基数的第二偏差数据；余热回收装置用于为汽包提供热能；
烟气流速模块Z30，用于确定烟道内烟气流速基数，获取烟道内实时烟气流速数据，根据实时烟气流速数据获得与烟气流速基数的第三偏差数据；
修正模块Z40，用于根据第二偏差数据和第三偏差数据对第一输出值进行修正获得第二输出值；
给水模块Z50，用于实时获取流入汽包的给水流量数据和汽包输出的蒸汽流量数据，根据给水流量数据和蒸汽流量数据对第二输出值进行修正，获得第三输出值，根据第三输出值控制流入汽包的给水流量。
进一步的，在一示例性实施例中，请参阅图8，PID控制模块Z10包括：
设定单元Z102，用于接收上位机的控制信号，根据控制信号确定设定水位数据；
第一偏差单元Z104，用于将实时水位数据作为负反馈信号作用于设定水位数据，获得第一偏差数据；
PID计算单元Z106，将第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值。
在一示例性实施例中，请参阅图9，烟气温度模块Z20包括：
温度采集单元Z202，用于获取烟道设定周期内汽包稳定生产状态下的烟气温度历史数据；
温度基数计算单元Z204，用于剔除烟气温度历史数据的异常数据，计算剔除异常数据后的烟气温度历史数据的平均值，将平均值作为烟气温度基数。
在一示例性实施例中，请参阅图10，烟气流速模块Z30包括：
流速采集单元Z302，用于获取烟道设定周期内汽包稳定生产状态下的烟气流速历史数据；
流速基数计算单元Z304，用于剔除烟气流速历史数据的异常数据，计算剔除异常数据后的烟气流速历史数据的平均值，将平均值作为所述烟气流速基数。
在一示例性实施例中，所述修正模块Z40用于将所述第二偏差数据和第三偏差数据作为正前馈信号作用于所述第一输出值，获得所述第二输出值。
在一示例性实施例中，请参阅图11，给水模块Z50包括：
调节单元Z502，用于将给水流量数据作为负向串级信号作用于第二输出值，将蒸汽流量数据作为正向串级信号作用于第二输出值，获得第三输出值；
执行单元Z504，用于根据第三输出值调节给水调节阀，给水调节阀用于调节流入汽包的给水流量。
需要说明的，上述的装置Z00根据方法实施例的描述还可以包括其它的实施方式，具体的实现方式可以参照前述汽包水位控制方法的实施例的描述，在此不作一一赘述。上述汽包水位控制装置Z00的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
基于前述方法实施例描述，本公开提供的装置的另一个实施例中，请参阅图12提供了一种汽包水位控制系统X00，包括：
水位检测元件X20，设置于汽包内部，用于检测汽包内水位数据；
温度检测元件X30，设置于与余热回收装置相连通的烟道内部，用于检测烟道内烟气温度数据；余热回收装置用于为汽包提供热能；
气流检测元件X40，设置于与汽包相连通的烟道内部，用于检测烟道内烟气流速数据；
给水流量检测元件X50，设置于连通汽包的进水管上，用于检测流入汽包的给水流量数据；
蒸汽流量检测元件X60，设置于连通汽包的出气管上，用于检测汽包输出的蒸汽流量数据；
控制模块X10，分别与水位检测元件X20、温度检测元件X30、气流检测元件X40、给水流量检测元件X50、蒸汽流量检测元件X60通信连接；控制模块X10的处理器执行存储的计算机程序时实现上述实施例中汽包水位控制方法的步骤。
基于前述方法实施例描述，本公开提供的装置的另一个实施例中，提供了一种计算机设备B00，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中汽包水位控制方法的步骤。
图13是根据一示例性实施例示出的一种汽包水位控制设备B00的框图。例如，设备S00可以为一服务器。参照图13，设备S00包括处理组件S20，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器S22所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件B20的执行的指令，例如应用程序。存储器S22中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件S20被配置为执行指令，以执行上述汽包水位控制方法的步骤。
设备900还可以包括一个电源组件S24被配置为执行设备S00的电源管理，一个有线或无线网络接口S26被配置为将设备S00连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口S28。设备S00可以操作基于存储在存储器S22的操作系统，例如Windows Server，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD或类似。
基于前述方法实施例描述，本公开提供的装置的另一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品中包括指令，指令被执行时，能够执行上述实施例中汽包水位控制方法的步骤。
基于前述方法实施例描述，本公开提供的装置的另一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中汽包水位控制方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
可以理解的是，本说明书中上述方法的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同/相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。相关之处参见其他方法实施例的描述说明即可。
上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽包水位控制方法，其特征在于，包括：
确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，根据所述实时水位数据获得与所述设定水位数据的第一偏差数据，将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值；
确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数，获取所述烟道内实时烟气温度数据，根据所述实时烟气温度数据获得与所述烟气温度基数的第二偏差数据；所述余热回收装置用于为所述汽包提供热能；
确定所述烟道内烟气流速基数，获取所述烟道内实时烟气流速数据，根据所述实时烟气流速数据获得与所述烟气流速基数的第三偏差数据；
根据所述第二偏差数据和第三偏差数据对所述第一输出值进行修正获得第二输出值；
实时获取流入所述汽包的给水流量数据和所述汽包输出的蒸汽流量数据，根据所述给水流量数据和蒸汽流量数据对所述第二输出值进行修正，获得第三输出值，根据所述第三输出值控制流入所述汽包的给水流量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，根据所述实时水位数据获得与所述设定水位数据的第一偏差数据，将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值包括：
接收上位机的控制信号，根据所述控制信号确定所述设定水位数据；
将所述实时水位数据作为负反馈信号作用于所述设定水位数据，获得所述第一偏差数据；
将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数包括：
获取所述烟道设定周期内汽包稳定生产状态下的烟气温度历史数据；
剔除所述烟气温度历史数据的异常数据，计算剔除所述异常数据后的烟气温度历史数据的平均值，将所述平均值作为所述烟气温度基数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟道内烟气温度基数包括：
获取所述烟道设定周期内汽包稳定生产状态下的烟气流速历史数据；
剔除所述烟气流速历史数据的异常数据，计算剔除所述异常数据后的烟气流速历史数据的平均值，将所述平均值作为所述烟气流速基数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二偏差数据和第三偏差数据对所述第一输出值进行修正获得第二输出值包括：
将所述第二偏差数据和第三偏差数据作为正前馈信号作用于所述第一输出值，获得所述第二输出值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述给水流量数据和蒸汽流量数据对所述第二输出值进行修正，获得第三输出值，根据所述第三输出值控制流入所述汽包的给水流量包括：
将所述给水流量数据作为负向串级信号作用于所述第二输出值，将所述蒸汽流量数据作为正向串级信号作用于所述第二输出值，获得所述第三输出值；
根据所述第三输出值调节给水调节阀，所述给水调节阀用于调节流入所述汽包的给水流量。
7.一种汽包水位控制装置，其特征在于，包括：
PID控制模块，用于确定汽包设定水位数据，获取汽包实时水位数据，根据所述实时水位数据获得与所述设定水位数据的第一偏差数据，将所述第一偏差数据输入至PID控制器计算获得第一输出值；
烟气温度模块，用于确定与余热回收装置相连通的烟道内烟气温度基数，获取所述烟道内实时烟气温度数据，根据所述实时烟气温度数据获得与所述烟气温度基数的第二偏差数据；所述余热回收装置用于为所述汽包提供热能；
烟气流速模块，用于确定所述烟道内烟气流速基数，获取所述烟道内实时烟气流速数据，根据所述实时烟气流速数据获得与所述烟气流速基数的第三偏差数据；
修正模块，用于根据所述第二偏差数据和第三偏差数据对所述第一输出值进行修正获得第二输出值；
给水模块，用于实时获取流入所述汽包的给水流量数据和所述汽包输出的蒸汽流量数据，根据所述给水流量数据和蒸汽流量数据对所述第二输出值进行修正，获得第三输出值，根据所述第三输出值控制流入所述汽包的给水流量。
8.一种汽包水位控制系统，其特征在于，包括：
水位检测元件，设置于所述汽包内部，用于检测所述汽包内水位数据；
温度检测元件，设置于与余热回收装置相连通的烟道内部，用于检测所述烟道内烟气温度数据；所述余热回收装置用于为所述汽包提供热能；
气流检测元件，设置于与所述汽包相连通的烟道内部，用于检测所述烟道内烟气流速数据；
给水流量检测元件，设置于连通所述汽包的进水管上，用于检测流入所述汽包的给水流量数据；
蒸汽流量检测元件，设置于连通所述汽包的出气管上，用于检测所述汽包输出的蒸汽流量数据；
控制模块，分别与所述水位检测元件、温度检测元件、气流检测元件、给水流量检测元件、蒸汽流量检测元件通信连接；所述控制模块的处理器执行存储的计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
9.一种汽包水位控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
CN202111277151.8A 2021-10-29 2021-10-29 汽包水位控制方法、装置、系统及设备 Active CN113847590B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111277151.8A CN113847590B (zh) 2021-10-29 2021-10-29 汽包水位控制方法、装置、系统及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111277151.8A CN113847590B (zh) 2021-10-29 2021-10-29 汽包水位控制方法、装置、系统及设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113847590A true CN113847590A (zh) 2021-12-28
CN113847590B CN113847590B (zh) 2022-09-13

Family

ID=78983721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111277151.8A Active CN113847590B (zh) 2021-10-29 2021-10-29 汽包水位控制方法、装置、系统及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113847590B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102062390A (zh) * 2010-12-30 2011-05-18 中国恩菲工程技术有限公司 余热锅炉汽包水位的三冲量控制方法
CN102072480A (zh) * 2010-12-30 2011-05-25 中国恩菲工程技术有限公司 余热锅炉汽包水位的三冲量控制系统
CN104006371A (zh) * 2014-06-12 2014-08-27 常熟浦发热电能源有限公司 基于出口烟温控制的余热回收装置及余热回收方法
CN108119895A (zh) * 2018-01-08 2018-06-05 中国恩菲工程技术有限公司 余热锅炉汽包液位控制系统
CN108266714A (zh) * 2018-01-08 2018-07-10 中国恩菲工程技术有限公司 余热锅炉汽包液位控制方法
CN208205047U (zh) * 2017-10-27 2018-12-07 北京中电联节能技术有限公司 适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102062390A (zh) * 2010-12-30 2011-05-18 中国恩菲工程技术有限公司 余热锅炉汽包水位的三冲量控制方法
CN102072480A (zh) * 2010-12-30 2011-05-25 中国恩菲工程技术有限公司 余热锅炉汽包水位的三冲量控制系统
CN104006371A (zh) * 2014-06-12 2014-08-27 常熟浦发热电能源有限公司 基于出口烟温控制的余热回收装置及余热回收方法
CN208205047U (zh) * 2017-10-27 2018-12-07 北京中电联节能技术有限公司 适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构
CN108119895A (zh) * 2018-01-08 2018-06-05 中国恩菲工程技术有限公司 余热锅炉汽包液位控制系统
CN108266714A (zh) * 2018-01-08 2018-07-10 中国恩菲工程技术有限公司 余热锅炉汽包液位控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113847590B (zh) 2022-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
He et al. A tuning method of active disturbance rejection control for a class of high-order processes
WO2017050207A1 (zh) 发电机组能效分析方法
CN105275509B (zh) 火电机组的汽轮机调门开度控制方法及系统
WO2019165839A1 (zh) 一种锅炉过热蒸汽的温度控制方法、装置和系统
CN110879620B (zh) 一种核电站立式蒸汽发生器液位控制方法以及系统
CN108227488B (zh) 基于滑模预测控制的超超临界火电机组协调控制方法
Prasad et al. Plant-wide predictive control for a thermal power plant based on a physical plant model
CN108490790A (zh) 一种基于多目标优化的过热汽温自抗扰串级控制方法
CN110941186B (zh) 基于神经网络与万有引力搜索算法的汽温控制寻优方法
Normey-Rico et al. A robust adaptive dead-time compensator with application to a solar collector field
CN110889638B (zh) 一种火电厂操作评价方法及相关设备
Kler et al. An effective approach to optimizing the parameters of complex thermal power plants
CN112070358A (zh) 低真空供热机组电负荷调整区间确定方法及系统
CN113847590B (zh) 汽包水位控制方法、装置、系统及设备
De Oliveira et al. Robust and gain-scheduled PID controller design for condensing boilers by linear programming
Unbehauen et al. Real-time adaptive control of electrical power and enthalpy for a 750 MW once-through boiler
Chew et al. Optimized computational analysis of feedforward and feedback control scheme using genetic algorithm techniques
Zhu et al. Internal model control using LMS filter and its application to superheated steam temperature of power plant
Prasad et al. A hierarchical physical model-based approach to predictive control of a thermal power plant for ef” cient plant-wide disturbance rejection
Shekhar et al. Study of control strategies for a non-linear benchmark boiler
Li et al. Robust regulation for superheated steam temperature control based on data-driven feedback compensation
Guo et al. Research of pressurizer water level control system based on fuzzy-PID control
Valsalam et al. Boiler modelling and optimal control of steam temperature in power plants
Sun et al. Disturbance rejection of superheated steam temperature in a utility boiler: A cascaded disturbance observer based control solution
US20100298996A1 (en) Method for operating a power station

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant