CN207112778U - 一种主蒸汽喷水减温控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主蒸汽喷水减温控制系统，包括低温过热器、喷水减温装置、高温过热器、PID模块、减温水管道、调节阀，所述低温过热器、喷水减温装置、高温过热器依次连接，所述的PID模块输出端与调节阀电连接；还包括smith预估模块和第一温度变送器，所述第一温度变送器设置在喷水减温控制装置与高温过热器之间，所述的第一温度变送器的输出端与smith预估模块的输入端连接，所述的smith预估模块的输出端与PID模块连接，所述的smith预估模块用于根据第一温度变送器传送的温度信息计算需要增加的前馈量信息，并将计算结果发送至PID模块，所述的PID模块用于根据该计算结果生成控制信号发送至调节阀，所述的调节阀用于根据所述控制信号控制减温水管道的水流量。

Description

一种主蒸汽喷水减温控制系统

技术领域

本实用新型涉及火力发电厂蒸汽温度控制领域，具体涉及一种主蒸汽喷水减温控制系统。

背景技术

现有技术中主蒸汽喷水控制系统采用单回路控制，该控制方式适合小容量，参数低的机组。由于大机组的系统容量大、惯性大，单纯采用单回路控制系统容易导致超温。

现有技术中主蒸汽喷水控制系统也有采用串级控制系统：采用串级减温，建立于减温器出口温度距离喷水减温器后方系统场地1/3左右此时较为有利。

现有技术中主蒸汽喷水控制系统也有其他先进算法：神经网络、遗传穿法等。

其中，现有主蒸汽喷水控制系统中温度的测量具有以下的缺点：

1)采用单回路控制：该控制方式适合小容量，参数低的机组，由于大机组的系统容量大、惯性大，单纯采用单回路控制系统容易导致超温。

2)采用串级控制系统：采用串级减温，建立于减温器出口温度距离喷水减温器后方系统场地1/3左右此时较为有利，而现场实际很多情况不满足要求。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种主蒸汽喷水减温控制系统，基于日立H-5000M的DCS控制系统，实现将PID控制与Smith预估模块相结合,得到一种易于实现,且具有较大的应用价值的主蒸汽喷水减温控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案的基本构思是：

一种主蒸汽喷水减温控制系统，包括低温过热器、喷水减温装置、高温过热器、PID模块、连通所述喷水减温装置的减温水管道、设置在所述减温水管道上的调节阀，所述低温过热器、喷水减温装置、高温过热器依次连接，所述的PID模块输出端与调节阀电连接，该主蒸汽喷水减温控制系统还包括smith预估模块和第一温度变送器，所述第一温度变送器设置在喷水减温控制装置与高温过热器之间，所述的第一温度变送器的输出端与smith预估模块的输入端连接，所述的smith预估模块的输出端与PID模块连接，所述的smith预估模块用于根据第一温度变送器传送的温度信息计算需要增加的前馈量信息，并将计算结果发送至PID模块，所述的PID模块用于根据该计算结果生成控制信号发送至调节阀，所述的调节阀用于根据所述控制信号控制减温水管道的水流量。

优选的，所述的主蒸汽喷水减温控制系统还包括有第二温度变送器，所述的第二温度变送器设置在高温过热器的出口端用于获取高温过热器的出口蒸汽温度，所述的PID模块包括有偏差计算单元和PID控制单元，所述的smith预估模块的输出端和第二温度变送器分别连接所述的偏差计算单元，所述的偏差计算单元对第二温度变送器传送的温度信息和设定温度进行偏差计算并结合smith预估模块发送的前馈量信息生成PID控制单元的输入信息，PID控制单元根据该输入信息生成控制调节阀的控制信号。

优选的，所述的调节阀为电磁阀，所述的控制信号为控制电磁阀不同开度的控制信号，所述PID控制单元通过控制电磁阀的开度控制减温水管道内的水流量。

优选的，所述的偏差计算单元包括第一运算器和第二运算器，所述的第一运算器的输入端分别连接第二温度变送器和温度设定器，所述的温度设定器用于接收工作者输入设定温度，所述第二运算器的输入端连接第一运算器的输出端，第二运算器的输出端连接PID控制单元；

所述的第一运算器用于对第二温度变送器传送的高温过热器的出口蒸汽温度与由温度设定器输入的设定温度求偏差；所述的第二运算器用于对第一运算器输出的偏差信息和smith预估模块发送的前馈量信息进行求和，并将运算结果发送至PID控制单元。

优选的，所述的PID控制单元包括PI控制单元和第一微分计算单元，所述的第二运算器的输出端与PI控制单元连接，PI控制单元用于对第二运算器输出的运算结果进行比例积分运算，所述的第一微分计算单元输入端连接所述的第二温度变送器，通过高温过热器出口蒸汽温度计算相应的微分强度和时间常数。

优选的，所述的PID控制单元还包括第二微分计算单元，所述第二微分计算单元输入端连接锅炉控制系统，用于对锅炉燃料量进行微分计算，以确定增减燃料量。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型的主蒸汽喷水减温控制系统，基于日立H-5000M的DCS控制系统，实现将PID控制与Smith预估模块相结合,得到一种易于实现,且具有较大的应用价值的主蒸汽喷水减温控制系统。

2、相对与现有技术中只通过PID控制器进行主蒸汽温度的控制，本实用新型采用将PID控制与Smith预估模块相结合，将主蒸汽调节中纯滞后的部分与其他部分分离，先通过Smith预估模块估计出系统在给定信号下的动态特性，然后由预估模块进行补偿，力图是被延迟了的被调节量超前反映到PID控制器，使PID控制器提前动作，从而减少超调量并加速了调节过程。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本实用新型的主蒸汽喷水减温控制系统示意图。

图中：1、低温过热器；2、喷水减温装置；3、高温过热器；4、第一温度变送器；5、第二温度变送器；6、smith预估模块；7、偏差计算单元；8、PI控制单元；9、第一微分计算单元；10、第二微分计算单元；11、调节阀；12、减温水管道。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1所示，本实用新型中提供一种主蒸汽喷水减温控制系统，包括低温过热器1、喷水减温装置2、高温过热器3、PID模块、连通所述喷水减温装置2的减温水管道12、设置在所述减温水管道12上的调节阀11，所述低温过热器1、喷水减温装置2、高温过热器3依次连接，所述的PID模块输出端与调节阀11电连接，该主蒸汽喷水减温控制系统还包括smith预估模块6和第一温度变送器4，所述第一温度变送器4设置在喷水减温控制装置与高温过热器3之间，所述的第一温度变送器4的输出端与smith预估模块6的输入端连接，所述的smith预估模块6的输出端与PID模块连接，所述的smith预估模块6用于根据第一温度变送器4传送的温度信息计算需要增加的前馈量信息，并将计算结果发送至PID模块，所述的PID模块用于根据该计算结果生成控制信号发送至调节阀11，所述的调节阀11用于根据所述控制信号控制减温水管道12的水流量。

优选的，所述的主蒸汽喷水减温控制系统还包括有第二温度变送器5，所述的第二温度变送器5设置在高温过热器3的出口端用于获取高温过热器3的出口蒸汽温度，所述的PID模块包括有偏差计算单元7和PID控制单元，所述的smith预估模块6的输出端和第二温度变送器5分别连接所述的偏差计算单元7，所述的偏差计算单元7对第二温度变送器5传送的温度信息和设定温度进行偏差计算并结合smith预估模块6发送的前馈量信息生成PID控制单元的输入信息，PID控制单元根据该输入信息生成控制调节阀11的控制信号。

优选的，所述的调节阀11为电磁阀，所述的控制信号为控制电磁阀不同开度的控制信号，所述PID控制单元通过控制电磁阀的开度控制减温水管道12内的水流量。

优选的，所述的偏差计算单元7包括第一运算器和第二运算器，所述的第一运算器的输入端分别连接第二温度变送器5和温度设定器，所述的温度设定器用于接收工作者输入设定温度，所述第二运算器的输入端连接第一运算器的输出端，第二运算器的输出端连接PID控制单元；

所述的第一运算器用于对第二温度变送器5传送的高温过热器3的出口蒸汽温度与由温度设定器输入的设定温度求偏差；所述的第二运算器用于对第一运算器输出的偏差信息和smith预估模块6发送的前馈量信息进行求和，并将运算结果发送至PID控制单元。

优选的，所述的PID控制单元包括PI控制单元8和第一微分计算单元9，所述的第二运算器的输出端与PI控制单元8连接，PI控制单元8用于对第二运算器输出的运算结果进行比例积分运算，所述的第一微分计算单元9输入端连接所述的第二温度变送器5，通过高温过热器3出口蒸汽温度计算相应的微分强度和时间常数。

优选的，所述的PID控制单元还包括第二微分计算单元10，所述第二微分计算单元10输入端连接锅炉控制系统，用于对锅炉燃料量进行微分计算，以确定增减燃料量。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种主蒸汽喷水减温控制系统，包括低温过热器、喷水减温装置、高温过热器、PID模块、连通所述喷水减温装置的减温水管道、设置在所述减温水管道上的调节阀，所述低温过热器、喷水减温装置、高温过热器依次连接，所述的PID模块输出端与调节阀电连接，其特征在于，还包括smith预估模块和第一温度变送器，所述第一温度变送器设置在喷水减温控制装置与高温过热器之间，所述的第一温度变送器的输出端与smith预估模块的输入端连接，所述的smith预估模块的输出端与PID模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，所述的smith预估模块用于根据第一温度变送器传送的温度信息计算需要增加的前馈量信息，并将计算结果通过数据线传送至PID模块，所述的PID模块用于根据该计算结果生成控制信号并通过数据线传送至调节阀，所述的调节阀用于根据所述控制信号控制减温水管道的水流量。

3.根据权利要求2所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，还包括有第二温度变送器，所述的第二温度变送器设置在高温过热器的出口端用于获取高温过热器的出口蒸汽温度，所述的PID模块包括有偏差计算单元和PID控制单元，所述的smith预估模块的输出端和第二温度变送器分别连接所述的偏差计算单元。

4.根据权利要求3所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，所述的偏差计算单元用于对第二温度变送器传送的温度信息和设定温度进行偏差计算并结合smith预估模块发送的前馈量信息生成PID控制单元的输入信息，并通过数据线传送至PID控制单元，PID控制单元用于根据该输入信息生成控制调节阀的控制信号并将该控制信号通过数据线传送至调节阀。

5.根据权利要求4所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，所述的调节阀为电磁阀，所述的控制信号为控制电磁阀不同开度的控制信号，所述PID控制单元通过控制电磁阀的开度控制减温水管道内的水流量。

6.根据权利要求4或5所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，所述的偏差计算单元包括第一运算器和第二运算器，所述的第一运算器的输入端分别连接第二温度变送器和温度设定器，所述的温度设定器用于接收工作者输入设定温度，所述第二运算器的输入端连接第一运算器的输出端，第二运算器的输出端连接PID控制单元。

7.根据权利要求6所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，所述的第一运算器用于对第二温度变送器传送的高温过热器的出口蒸汽温度与由温度设定器输入的设定温度求偏差；所述的第二运算器用于对第一运算器输出的偏差信息和smith预估模块发送的前馈量信息进行求和，并将运算结果通过数据线发送至PID控制单元。

8.根据权利要求7所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，所述的PID控制单元包括PI控制单元和第一微分计算单元，所述的第二运算器的输出端与PI控制单元连接，所述的第一微分计算单元输入端连接所述的第二温度变送器。

9.根据权利要求8所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，PI控制单元用于对第二运算器输出的运算结果进行比例积分运算，第二温度变送器通过数据线将高温过热器出口蒸汽温度传送至第一微分计算单元，第一微分计算单元根据高温过热器出口蒸汽温度计算相应的微分强度和时间常数并通过数据线传送至PI控制单元。

10.根据权利要求9所述的一种主蒸汽喷水减温控制系统，其特征在于，所述的PID控制单元还包括第二微分计算单元，所述第二微分计算单元输入端连接锅炉控制系统，用于对锅炉燃料量进行微分计算，并将计算结果通过数据线发送至PI控制单元。