RU138582U1 - AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY - Google Patents
AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY Download PDFInfo
- Publication number
- RU138582U1 RU138582U1 RU2013117114/06U RU2013117114U RU138582U1 RU 138582 U1 RU138582 U1 RU 138582U1 RU 2013117114/06 U RU2013117114/06 U RU 2013117114/06U RU 2013117114 U RU2013117114 U RU 2013117114U RU 138582 U1 RU138582 U1 RU 138582U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- adaptive controller
- adder
- multiplier
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Система автоматического регулирования давления пара в магистрали барабанного котла, содержащая паровой котел с топочным устройством, последовательно соединенную с ним паровую магистраль, датчик давления, задатчик давления, исполнительный блок, присоединенный выходом к топочному устройству барабанного котла, отличающаяся тем, что дополнительно введены адаптивный регулятор, состоящий из первого сумматора, первого умножителя, нелинейного элемента типа зона нечувствительности, первого интегратора, второго умножителя, и стабилизирующее устройство, состоящее из второго сумматора, первого блока задания коэффициентов, второго интегратора; при этом выход задатчика давления связан с первым входом адаптивного регулятора, второй вход адаптивного регулятора связан с выходом датчика давления; вход датчика давления связан с паровой магистралью; третий вход адаптивного регулятора связан с выходом стабилизирующего устройства; выход адаптивного регулятора связан с входом стабилизирующего устройства и входом исполнительного блока; первый вход адаптивного регулятора связан с первым входом первого сумматора, второй вход адаптивного регулятора связан со вторым входом первого сумматора, третий вход адаптивного регулятора связан с третьим входом первого сумматора; выход первого сумматора связан с первым входом первого умножителя, второй вход первого умножителя связан с первым входом адаптивного регулятора; выход первого умножителя связан с входом нелинейного элемента типа зона нечувствительности; выход нелинейного элемента связан с входом первого интегратора; выход первого интегратора связан с первым входом A system for automatically controlling the steam pressure in the drum boiler line, comprising a steam boiler with a combustion device, a steam line connected in series with it, a pressure sensor, a pressure regulator, an actuator unit connected to the furnace furnace of the drum boiler, characterized in that an adaptive controller is additionally introduced, consisting of a first adder, a first multiplier, a non-linear element such as a dead zone, a first integrator, a second multiplier, and a stabilizing device consisting of a second adder, the first reference block coefficients, the second integrator; the output of the pressure adjuster is connected to the first input of the adaptive controller, the second input of the adaptive controller is connected to the output of the pressure sensor; the pressure sensor input is connected to the steam line; the third input of the adaptive controller is connected to the output of the stabilizing device; the output of the adaptive controller is connected to the input of the stabilizing device and the input of the executive unit; the first input of the adaptive controller is connected to the first input of the first adder, the second input of the adaptive controller is connected to the second input of the first adder, the third input of the adaptive controller is connected to the third input of the first adder; the output of the first adder is connected to the first input of the first multiplier, the second input of the first multiplier is connected to the first input of the adaptive controller; the output of the first multiplier is connected to the input of a nonlinear element of the type dead band; the output of the nonlinear element is connected to the input of the first integrator; the output of the first integrator is connected to the first input
Description
Полезная модель относится к системам автоматического управления барабанными паровыми котлами и может быть использована для задач регулирования давления, в частности давления пара в магистрали барабанного котла.The utility model relates to automatic control systems for drum steam boilers and can be used for pressure control tasks, in particular steam pressure in the drum boiler main.
Широко известна система автоматического регулирования давления пара в магистрали, применимая для пылеугольных котлов с поперечными связями - так называемый корректирующий регулятор в каскадной системе автоматического регулирования расхода топлива [Клюев А.С., Лебедев А.Т., Новиков С.И. Наладка систем автоматического регулирования паровых котлов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. С.140-142] содержащая барабанный котел с топочным устройством, последовательно соединенную с ним паровую магистраль с установленным в ней датчиком давления пара в магистрали, исполнительный блок, присоединенный выходом к топочному устройству и изменяющий подачу топлива, поступающего в топочное устройство, задатчик давления, ПИ-регулятор выход которого через стабилизирующий регулятор каскадом соединен с входом исполнительного блока.The system of automatic control of steam pressure in the main line, applicable for pulverized-coal boilers with transverse connections, is the so-called correction regulator in the cascade system for automatic control of fuel consumption [Klyuev AS, Lebedev AT, Novikov SI Adjustment of automatic control systems for steam boilers. - M .: Energoatomizdat, 1985. S.140-142] containing a drum boiler with a combustion device, a steam line connected to it with a steam pressure sensor installed in it, an actuating unit connected to the furnace by an outlet and changing the fuel supply, entering the combustion device, the pressure regulator, the PI-regulator whose output through the stabilizing regulator is cascaded to the input of the Executive unit.
Недостатком этой системы является необходимость низкое качество работы при изменении параметров объекта.The disadvantage of this system is the need for low quality work when changing the parameters of the object.
Известна так же адаптивная система регулирования давления пара в магистрали барабанного парового котла [Еремин Е.Л., Теличенко Д.А., Автоматизированная система регулирования расхода топлива на ТЭЦ // Информатика и системы управления. - 2011. - №2. - С.157-168], содержащая барабанный котел с топочным устройством, последовательно соединенную с ним паровую магистраль с установленным в ней датчиком давления пара в магистрали, исполнительный блок, присоединенный выходом к топочному устройству и изменяющий подачу топлива, поступающего в топочное устройство, задатчик давления, адаптивный регулятор выход которого через стабилизирующий регулятор каскадом соединен с входом исполнительного блока.Also known is the adaptive system for regulating steam pressure in the mains of a drum steam boiler [Eremin EL, Telichenko DA, Automated fuel consumption control system at a thermal power station // Computer science and control systems. - 2011. - No. 2. - S.157-168], containing a drum boiler with a furnace device, a steam line connected to it with a steam pressure sensor installed in it, an actuating unit connected by an output to the furnace device and changing the flow of fuel entering the furnace device, a setter pressure, the adaptive regulator whose output through the stabilizing regulator is cascaded to the input of the executive unit.
Недостатками такой системы является сложность основного (адаптивный регулятор с алгоритмами самонастройки) и дополнительного контура (стабилизирующее устройство) управления, которые можно упростить без существенного ухудшения качества работы.The disadvantages of this system are the complexity of the main (adaptive controller with self-tuning algorithms) and additional control loop (stabilizing device) controls, which can be simplified without a significant deterioration in the quality of work.
Прототипом предлагаемого решения является система автоматического регулирования давления пара в магистрали барабанного котла [Патент RU 36722 МПК F22B 35/00, 2006.01], содержащая паровой котел с топочным устройством, последовательно соединенную с ним паровую магистраль с установленным в ней датчиком давления, последовательно соединенные задатчик давления и фильтр, выполненные в виде апериодического блока, последовательно соединенные регулятор давления, выполненный в виде пропорционально-интегрирующего блока, корректирующий блок и исполнительный блок, присоединенный выходом к топочному устройству барабанного котла и изменяющий подачу топлива, поступающего в топочное устройство.A prototype of the proposed solution is a system for automatically controlling the steam pressure in the drum boiler line [Patent RU 36722 IPC F22B 35/00, 2006.01], comprising a steam boiler with a combustion device, a steam line connected to it with a pressure sensor installed in it, and a pressure adjuster connected in series and a filter made in the form of an aperiodic block, a pressure regulator connected in series, made in the form of a proportionally integrating block, a correction block and a performer first block attached to the output drum boiler furnace devices and changing the supply of fuel to the combustion device.
Недостатком этой системы является плохое качество работы при существенном изменении параметров объекта и наличии возмущений (режимы работы системы пылеприготовления, отклонений по количеству подаваемого в топку воздуха, изменение нагрузки котла, изменения в режимах работы других котло- и турбоагрегатов и т.п.), что имеет место для котлов высокого давления, работающих на общую паровую магистраль, работающих в условиях различного качества топлива и режимах работы, отличных от нормальных.The disadvantage of this system is the poor quality of work with a significant change in the parameters of the object and the presence of disturbances (operating modes of the dust preparation system, deviations in the amount of air supplied to the furnace, changes in the load of the boiler, changes in the operating modes of other boilers and turbines, etc.), which takes place for high-pressure boilers operating on a common steam line, operating in conditions of different fuel quality and operating conditions that are different from normal.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является расширение функциональных возможностей системы, т.е. в улучшение качества работы в случае существенного изменения параметров объекта и наличии возмущений, при относительно простой реализации контура управления.The task to which the claimed utility model is directed is to expand the functionality of the system, i.e. to improve the quality of work in the event of a significant change in the parameters of the object and the presence of disturbances, with a relatively simple implementation of the control loop.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в систему, содержащую паровой котел с топочным устройством, последовательно соединенную с ним паровую магистраль с установленным в ней датчиком давления, задатчик давления, исполнительный блок, присоединенный выходом к топочному устройству барабанного котла и изменяющий подачу топлива, поступающего в топочное устройство, дополнительно вводится адаптивный регулятор, состоящий из первого сумматора, первого умножителя, нелинейного элемента типа зона нечувствительности, первого интегратора, второго умножителя, и, стабилизирующее устройство, состоящее из второго сумматора, первого блока задания коэффициентов, второго интегратора.The solution of this problem is achieved due to the fact that in a system containing a steam boiler with a combustion device, a steam line connected to it with a pressure sensor installed in it, a pressure regulator, an actuator connected by an output to the furnace device of the drum boiler and changing the fuel supply, entering the combustion device, an adaptive regulator is additionally introduced, consisting of a first adder, a first multiplier, a non-linear element such as a dead zone, the first ntegratora, the second multiplier, and a stabilizing device consisting of a second adder, the first reference block coefficients, the second integrator.
При этом выход задатчика давления связан с первым входом адаптивного регулятора, второй вход адаптивного регулятора связан с выходом датчика давления. Вход датчика давления связан с паровой магистралью. Паровая магистраль связана с котлом и топочным устройством. Топочное устройство связано с исполнительным блоком. Третий вход адаптивного регулятора связан с выходом стабилизирующего устройства. Выход адаптивного регулятора связан с входом стабилизирующего устройства и входом исполнительного блока. Первый вход адаптивного регулятора связан с первым входом первого сумматора, второй вход адаптивного регулятора связан со вторым входом первого сумматора, третий вход адаптивного регулятора связан с третьим входом первого сумматора. Выход первого сумматора связан с первым входом первого умножителя, второй вход первого умножителя связан с первым входом адаптивного регулятора. Выход первого умножителя связан с входом нелинейного элемента типа зона нечувствительности. Выход нелинейного элемента связан с входом первого интегратора. Выход первого интегратора связан с первым входом второго умножителя, второй вход первого умножителя связан с первым входом адаптивного регулятора. Выход второго умножителя является выходом адаптивного регулятора. Вход стабилизирующего устройства связан с выходом адаптивного регулятора и входом первого сумматора. Второй вход второго сумматора связан с выходом второго интегратора. Выход второго сумматора связан с входом первого блока задания коэффициентов, выход первого блока задания коэффициентов связан с входом второго интегратора и с выходом стабилизирующего устройства.The output of the pressure adjuster is connected to the first input of the adaptive controller, the second input of the adaptive controller is connected to the output of the pressure sensor. The pressure sensor input is connected to the steam line. The steam line is connected to the boiler and the combustion device. The combustion device is connected to the executive unit. The third input of the adaptive controller is connected to the output of the stabilizing device. The output of the adaptive controller is connected to the input of the stabilizing device and the input of the executive unit. The first input of the adaptive controller is connected to the first input of the first adder, the second input of the adaptive controller is connected to the second input of the first adder, the third input of the adaptive controller is connected to the third input of the first adder. The output of the first adder is connected to the first input of the first multiplier, the second input of the first multiplier is connected to the first input of the adaptive controller. The output of the first multiplier is connected to the input of a nonlinear element of the dead band type. The output of the nonlinear element is connected to the input of the first integrator. The output of the first integrator is connected to the first input of the second multiplier, the second input of the first multiplier is connected to the first input of the adaptive controller. The output of the second multiplier is the output of the adaptive controller. The input of the stabilizing device is connected to the output of the adaptive controller and the input of the first adder. The second input of the second adder is connected to the output of the second integrator. The output of the second adder is connected to the input of the first block for setting the coefficients, the output of the first block for setting the coefficients is connected with the input of the second integrator and with the output of the stabilizing device.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показана блок схема системы автоматического регулирования, на фиг.2 показана блок схема адаптивного регулятора, а на фиг.3 показана блок схема стабилизирующего устройства.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a block diagram of an automatic control system, Fig. 2 shows a block diagram of an adaptive controller, and Fig. 3 shows a block diagram of a stabilizing device.
Блок схема системы автоматического регулирования, представленная на фиг.1 состоит из: парового котла с топочным устройством 1, паровой магистрали 2, датчика давления 3, задатчика давления 4, исполнительного блока 5, адаптивного регулятора 6, стабилизирующего устройства 7.The block diagram of the automatic control system shown in figure 1 consists of: a steam boiler with a
Блок-схема адаптивного регулятора 6, представленная на фиг.2 состоит из: первого сумматора 8, первого умножителя 9, нелинейного элемента типа зона нечувствительности 10, первого интегратора 11, второго умножителя 12.The block diagram of the
Блок-схема стабилизирующего устройства 7, представленная на фиг.3 состоит из: второго сумматора 13, первого блока задания коэффициентов 14, второго интегратора 15.The block diagram of the stabilizing
Обобщенным объектом регулирования является последовательно связанные паровой котел с топочным устройством, паровая магистраль и датчик давления, который может быть описан в виде передаточной функции:A generalized object of regulation is a steam boiler connected to a combustion device, a steam line and a pressure sensor, which can be described as a transfer function:
где y(t) - скалярный выход объекта; u(t) - скалярное управление; p=d/dt - оператор дифференцирования; τ=const>0 - неизвестное постоянное запаздывание; а(p) и b(p) - гурвицевы полиномы.where y (t) is the scalar output of the object; u (t) is the scalar control; p = d / dt is the differentiation operator; τ = const> 0 is the unknown constant delay; a (p) and b (p) are Hurwitz polynomials.
Стабилизирующее устройство описывается передаточной функцией вида:The stabilizing device is described by a transfer function of the form:
где q(t) - выход стабилизирующего устройства, K>0, Т>0 - соответственно коэффициент усиления и постоянная времени.where q (t) is the output of the stabilizing device, K> 0, T> 0 is the gain and time constant, respectively.
Адаптивный регулятор описывается уравнением:The adaptive controller is described by the equation:
где r - сигнал с выхода задатчика давления, c(t) - параметр, алгоритм настройки которого определяется следующим образом:where r is the signal from the output of the pressure setter, c (t) is the parameter, the tuning algorithm of which is determined as follows:
где h>0 - постоянное число, определяющие настройку процесса адаптации; θ(t) - выход нелинейного элемента типа зона нечувствительности определяемый какwhere h> 0 is a constant number defining the adaptation process setting; θ (t) is the output of a nonlinear element of the type dead zone defined as
где e(t)=r-y(t)-q(t) - ошибка системы; Δ - величина зоны нечувствительности нелинейного элемента.where e (t) = r-y (t) -q (t) is the error of the system; Δ is the deadband of a nonlinear element.
Система функционирует следующим образом.The system operates as follows.
Выходной сигнал U4=r задатчика давления 4 поступает на первый вход адаптивного регулятора 6. На второй вход адаптивного регулятора 6 поступает сигнал U3=y с выхода датчика давления 3, на вход которого подается сигнал U2 с выхода паровой магистрали 2, связанной с котлом и топочным устройством. На третий вход адаптивного регулятора 6 подается сигнал U6=q с выхода стабилизирующего устройства 7, на вход которого поступает сигнал U6=u с выхода адаптивного регулятора 6. Выход адаптивного регулятора 6 в виде сигнала U6=u подается на вход исполнительного блока 5. С выхода исполнительного блока 5 сигнал U5 поступает на вход котлоагрегата с топочным устройством 1, соединенного с паровой магистралью 2, на которые может действовать аддитивное, ограниченное по модулю, но незатухающее возмущение f(t), удовлетворяющее условиямThe output signal U 4 = r of the
На фиг.2 первый сумматор 8 осуществляет алгебраическое сложение с соответствующими знаками трех входов адаптивного регулятора и формирует сигнал U8=e=r-y-q, который подается на первый вход первого умножителя 9, на второй вход которого подается сигнал U4=r. Сигнал U9=е-r с выхода первого умножителя 9 подается на вход нелинейного элемента 10. Сигнал U10=θ с выхода нелинейного элемента 10 подается на первый интегратор 11, где интегрируется и в виде U11=c поступает на первый вход второго умножителя 12, на второй вход которого подается сигнал U4=r. Сигнал U11=g с выхода второго умножителя 12 является выходом адаптивного регулятора U6=u.In figure 2, the
На фиг.3 вход стабилизирующего устройства U6=u подается на первый вход второго сумматора 13, на второй вход которого подается сигнал с выхода второго интегратора 15, который в свою очередь формируется путем интегрирования сигнала U14=U7=q с постоянным коэффициентом 1/К. Сигнал с выхода второго сумматора U13 подается на вход первого блока задания коэффициентов 14, в котором он умножается на коэффициент К/Т, так что блоки 13, 14 и 15 реализуют стабилизирующее устройство - формула (2).In Fig. 3, the input of the stabilizing device U 6 = u is supplied to the first input of the
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы, т.е. в улучшении качества работы в случае существенного изменения параметров объекта, при относительно простой реализации контура управления.The technical result consists in expanding the functionality of the system, i.e. in improving the quality of work in the event of a significant change in the parameters of the object, with a relatively simple implementation of the control loop.
Данное устройство может быть реализовано промышленным способом, на основе стандартной элементарной базы.This device can be implemented industrially, based on a standard elementary base.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117114/06U RU138582U1 (en) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117114/06U RU138582U1 (en) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU138582U1 true RU138582U1 (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=50279326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013117114/06U RU138582U1 (en) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU138582U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746377C1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурский государственный университет" | System for automatic regulation of steam pressure in the main line of a drum boiler |
-
2013
- 2013-04-15 RU RU2013117114/06U patent/RU138582U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746377C1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурский государственный университет" | System for automatic regulation of steam pressure in the main line of a drum boiler |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105700570B (en) | SCR denitration control method for thermal power plant | |
US10267512B2 (en) | Multi-variable state closed-loop control for a steam generator of a thermal power plant | |
US10151213B2 (en) | State observer for a steam generator of a thermal power plant | |
US9841185B2 (en) | Steam temperature control using model-based temperature balancing | |
US9335042B2 (en) | Steam temperature control using dynamic matrix control | |
TW200622541A (en) | Plant temperature control system | |
DE102015121754A1 (en) | Model-based load control of a gas and steam combined cycle power plant | |
CN105275509A (en) | Method and system for controlling opening degree of steam turbine governing valve of thermal power generating unit | |
GB2543412A (en) | Feedforward control with intermittent re-initialization based on estimated state information | |
RU138582U1 (en) | AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY | |
KR102107853B1 (en) | Apparatus for controlling temperature of main steam and method for the same | |
RU162580U1 (en) | AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY | |
RU2015120956A (en) | METHOD FOR MANAGING THE ENGINE SYSTEM, METHOD AND SYSTEM FOR MANAGING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU139014U1 (en) | AUTOMATIC TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR HEATED DRUM BOILER | |
RU159803U1 (en) | AUTOMATIC AIR CONSUMPTION SYSTEM IN THE DRUM BOILER | |
RU2601320C1 (en) | Power control method of combined-cycle plants and apparatus for its implementation | |
RU2746377C1 (en) | System for automatic regulation of steam pressure in the main line of a drum boiler | |
Kurien et al. | Overview of different approaches of pid controller tuning | |
RU159833U1 (en) | SYSTEM OF AUTOMATIC REGULATION OF THE WATER LEVEL IN THE BOILER DRUM | |
RU159800U1 (en) | AUTOMATIC TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR HEATED DRUM BOILER | |
RU159808U1 (en) | SYSTEM OF AUTOMATIC REGULATION OF RELIEF IN THE TOP OF THE DRUM BOILER | |
CN109100933B (en) | Amplitude limiting differential control method | |
RU143269U1 (en) | AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY | |
US9568898B2 (en) | Automation system and method for automated adaptation of a power plant control | |
RU2783168C1 (en) | Method and system for increasing energy efficiency and low-carbon operation of industrial technological units using gas, liquid and solid fuel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140510 |