RU2419746C2 - Automatic control method of boiler load with direct-firing pulverised fuel systems and system for its implementation - Google Patents

Automatic control method of boiler load with direct-firing pulverised fuel systems and system for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2419746C2
RU2419746C2 RU2009112107/06A RU2009112107A RU2419746C2 RU 2419746 C2 RU2419746 C2 RU 2419746C2 RU 2009112107/06 A RU2009112107/06 A RU 2009112107/06A RU 2009112107 A RU2009112107 A RU 2009112107A RU 2419746 C2 RU2419746 C2 RU 2419746C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mill
primary air
air flow
load
boiler
Prior art date
Application number
RU2009112107/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009112107A (en
Inventor
Владимир Анатольевич Шорохов (RU)
Владимир Анатольевич Шорохов
Денис Андреевич Курочкин (RU)
Денис Андреевич Курочкин
Артем Романович Гудович (RU)
Артем Романович Гудович
Алексей Сергеевич Марьясов (RU)
Алексей Сергеевич Марьясов
Наталья Николаевна Комарова (RU)
Наталья Николаевна Комарова
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Е4-СибКОТЭС" (ЗАО "Е4-СибКОТЭС")
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 Закрытое акционерное общество "Е4-СибКОТЭС" (ЗАО "Е4-СибКОТЭС") filed Critical Закрытое акционерное общество "Е4-СибКОТЭС" (ЗАО "Е4-СибКОТЭС")
Priority to RU2009112107/06A priority Critical patent/RU2419746C2/en
Publication of RU2009112107A publication Critical patent/RU2009112107A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2419746C2 publication Critical patent/RU2419746C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: when boiler heat load (BHL) control receives the signal from system of higher level (for example from unit power control), it acts on primary air flow rate controls, thus providing proportional change of primary air flow rate to mills. As per the change of primary air flow to each pulverised fuel system the signal dynamically converted in series connected differentiator and integral-differentiating link is supplied to input of load control of the appropriate mill, which when influencing the change of fuel flow rate provides inertia-free dust discharge from mill together with change of primary air flow. As per deviation of mill feed from the specified value the signal dynamically converted in inertial link with characteristic of "mill fuel flow - boiler load" control channel is supplied to inlet of BHL control. As a result, invariance of BHL control to internal disturbances in fuel supplied to mills is provided. When primary air flow is restricted, error signal between the specified and actual primary air flow is supplied to inlet of mill feed control, thus increasing the fuel flow and enlarging BHL control range. In order to prevent mill overload, error signal supplied to mill feed control inlet is restricted to the value of maximum allowable load (power) as per mill mass tumble conditions.
EFFECT: complete invariance of control system to internal and external disturbances and improving boiler load control quality, enlarging the control range of efficiency of pulverised-fuel systems in case of restricted primary air flow, preventing mill overload and improving operating reliability of pulverised-fuel systems and boiler as a whole.
8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к автоматизации теплоэнергетических объектов, в частности к автоматическому регулированию котла с пылесистемами прямого вдувания и воздушной сушкой топлива.The invention relates to the automation of heat power facilities, in particular to automatic control of a boiler with direct injection dust systems and air drying of fuel.

Известен способ автоматического регулирования процесса горения в шахтно-мельничных топках паровых котлов (SU №136003, МПК F23N 1/02, G05D 27/00, 12.02.1960), использующий скоростной (опережающий) сигнал, по средней мощности электродвигателей мельниц, передаваемый в качестве корректирующего сигнала регулятору топлива для поддержания оптимального соотношения между нагрузкой котла и расходом первичного воздуха.A known method of automatic control of the combustion process in mine-mill furnaces of steam boilers (SU No. 136003, IPC F23N 1/02, G05D 27/00, 02/12/1960) using a high-speed (leading) signal, according to the average power of the mill electric motors, transmitted as a correction signal to the fuel regulator to maintain an optimal ratio between the boiler load and the primary air flow rate.

Недостатком этого способа является большая инерционность и невысокая динамическая точность регулирования.The disadvantage of this method is the large inertia and low dynamic accuracy of regulation.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу автоматического регулирования нагрузки котла с пылесистемами прямого вдувания является способ, реализованный в системе автоматического регулирования процесса горения в шахтно-мельничных топках парогенераторов (SU №623061, МПК F23N 1/02, 22.10.1976). В этом способе производительность котла с пылесистемами прямого вдувания поддерживают изменением суммарного расхода первичного воздуха в пылесистемы по сигналу от регулятора тепловой нагрузки котла, а также изменением расхода топлива в мельницы по сигналам загрузки мельниц и сигналам по скорости изменения расхода первичного воздуха.The closest in technical essence to the proposed method for automatic control of the load of a boiler with direct injection vacuum systems is the method implemented in the system of automatic control of the combustion process in shaft-mill furnaces of steam generators (SU No. 623061, IPC F23N 1/02, 10/22/1976). In this method, the productivity of the boiler with direct injection dust systems is supported by changing the total primary air flow into the dust systems according to the signal from the boiler heat load controller, as well as by changing the fuel consumption in the mills according to the mill loading signals and signals according to the rate of change of the primary air flow rate.

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

- Низкое быстродействие и динамическая точность регулирования тепловой нагрузки котла, как при изменении задания по нагрузке котла (внешних возмущениях), так и внутренних неконтролируемых возмущениях в подаче топлива в мельницы. При случайном изменении подачи топлива в мельницу происходит изменение нагрузки котла, вызывающее ложное срабатывание регулятора тепловой нагрузки котла.- Low speed and dynamic accuracy of regulation of the heat load of the boiler, both when changing the task for the load of the boiler (external disturbances), and internal uncontrolled disturbances in the fuel supply to the mills. In case of a random change in the fuel supply to the mill, the boiler load changes, causing a false response of the boiler heat load regulator.

- Узкий диапазон регулирования тепловой нагрузки котла. При исчерпании диапазона регулирования расхода первичного воздуха (полном открытии шибера первичного воздуха) происходит ограничение на увеличение подачи топлива в мельницу, хотя запас по размольной производительности пылесистемы еще не исчерпан.- A narrow range of regulation of the thermal load of the boiler. With the exhaustion of the range of control of the primary air flow rate (full opening of the primary air gate), there is a restriction on the increase in fuel supply to the mill, although the margin for grinding performance of the dust system has not yet been exhausted.

Известна система автоматического регулирования процесса горения в шахтно-мельничных топках парогенераторов (SU №623061, МПК F23N 1/02, 22.10.1976). Система содержит регулятор расхода первичного воздуха, регуляторы топлива (загрузки мельниц) в количестве, соответствующем числу мельниц, и регулятор расхода общего воздуха. Каждый регулятор топлива снабжен дифференциатором, вход которого соединен с датчиком расхода первичного воздуха.A known system of automatic control of the combustion process in the shaft mill furnaces of steam generators (SU No. 623061, IPC F23N 1/02, 10/22/1976). The system contains a primary air flow regulator, fuel regulators (mill loading) in an amount corresponding to the number of mills, and a general air flow regulator. Each fuel regulator is equipped with a differentiator, the input of which is connected to the primary air flow sensor.

Недостатком этой системы является низкая динамическая точность и узкий диапазон регулирования тепловой нагрузки котла.The disadvantage of this system is the low dynamic accuracy and a narrow range of regulation of the thermal load of the boiler.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой системе автоматического регулирования нагрузки котла с пылесистемами прямого вдувания является система автоматического регулирования подачи топлива и воздуха (патент SU №1359574 МПК F23N 1/02, 1985). Система содержит регулятор тепловой нагрузки котла, регуляторы расхода сырого топлива в мельницы, механизмы бесступенчатого регулирования оборотов питателей, с датчиками загрузки мельниц и дифференциаторами, датчики и регуляторы расхода первичного воздуха.The closest in technical essence to the proposed system of automatic control of the load of the boiler with direct injection vacuum systems is a system of automatic control of fuel and air supply (patent SU No. 1359574 IPC F23N 1/02, 1985). The system contains a regulator of the heat load of the boiler, regulators of the flow of crude fuel into the mills, mechanisms of stepless regulation of the revolutions of the feeders, with sensors for loading the mills and differentiators, sensors and regulators of the consumption of primary air.

Недостатками этой системы также являются низкая динамическая точность и узкий диапазон регулирования тепловой нагрузки котла.The disadvantages of this system are also low dynamic accuracy and a narrow range of regulation of the thermal load of the boiler.

Задачей предлагаемого способа является повышение быстродействия, динамической точности и расширение диапазона регулирования тепловой нагрузки котла, оснащенного пылесистемами с прямым вдуванием и воздушной сушкой топлива, а также повышение надежность работы пылесистем за счет предотвращения перегрузки («завала») мельниц.The objective of the proposed method is to increase the speed, dynamic accuracy and expand the range of regulation of the thermal load of the boiler, equipped with vacuum systems with direct injection and air drying of fuel, as well as improving the reliability of the dust systems by preventing overload ("blockage") of the mills.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе автоматического регулирования нагрузки котла с пылесистемами прямого вдувания сигнал по отклонению загрузки мельницы от заданного значения динамически преобразуют в инерционном звене с характеристикой канала регулирования «расход топлива из мельницы - нагрузка котла» и подают на вход регулятора тепловой нагрузки котла.The problem is achieved in that in the proposed method for automatically controlling the load of the boiler with direct injection vacuum systems, the signal for the deviation of the mill load from the set value is dynamically converted in the inertial link with the characteristic of the control channel "fuel consumption from the mill - boiler load" and fed to the input of the heat load controller boiler.

Сигнал по скорости изменения расхода первичного воздуха, подаваемый на вход регулятора загрузки мельницы, дополнительно преобразуют в интегро-дифференцирующем звене с характеристикой отношения передаточных функций каналов регулирования «расход первичного воздуха - мощность мельницы / расход топлива в мельницу -мощность мельницы».The signal for the rate of change of the primary air flow rate, fed to the input of the mill loading regulator, is additionally converted into an integro-differentiating link with the characteristic of the ratio of the transfer functions of the control channels “primary air flow - mill power / fuel consumption to the mill - mill power”.

Для расширения диапазона регулирования тепловой нагрузки котла при ограничении расхода первичного воздуха, сигнал рассогласования между заданным и фактическим расходом первичного воздуха подают на вход регулятора загрузки мельницы.To expand the range of regulation of the heat load of the boiler while limiting the flow rate of primary air, a mismatch signal between the set and actual flow rate of the primary air is fed to the input of the mill charge controller.

Для повышения надежности работы пылесистем, путем предотвращения перегрузки мельниц, величину сигнала рассогласования, поступающего на вход регулятора загрузки мельницы, ограничивают до величины, предельно допустимой по условиям завала мельницы.To increase the reliability of the dust systems, by preventing overloading of the mills, the size of the error signal supplied to the input of the mill load controller is limited to the maximum permissible by the conditions of the mill blockage.

Заявленный способ реализован в системе автоматического регулирования производительности котла с пылесистемами прямого вдувания. Система содержит регуляторы загрузки мельниц с исполнительными механизмами питателей сырого угля, с датчиками загрузки мельниц и дифференциаторами, регуляторы расхода первичного воздуха в мельницы с исполнительными механизмами и датчиками расхода первичного воздуха в каждую мельницу, регулятор тепловой нагрузки котла с датчиком тепловой нагрузки котла и блоком задания от системы более высокого уровня.The claimed method is implemented in a system for automatically controlling the performance of a boiler with direct injection vacuum systems. The system contains mill loading regulators with actuators for raw coal feeders, mill loading sensors and differentiators, primary air flow regulators in mills with actuators and primary air flow sensors for each mill, a boiler heat load regulator with a boiler thermal load sensor and a task unit from higher level systems.

Для выполнения поставленной задачи система дополнительно снабжена регулятором суммарной производительности расхода первичного воздуха, первым блоком суммирования, вторыми блоками суммирования, последовательно соединенными третьим блоком суммирования и компенсирующим инерционным звеном, подключенным к входу регулятора тепловой нагрузки.To accomplish this task, the system is additionally equipped with a controller for the total primary air flow rate, the first summing unit, the second summing units connected in series with the third summing unit and the inertial compensating link connected to the input of the heat load controller.

Система также снабжена интегро-дифференцирующими звеньями, четвертыми блоками суммирования, блоками выделения минимального сигнала и задатчиками предельно допустимого значения загрузки мельниц (по числу пылесистем).The system is also equipped with integro-differentiating links, fourth summing blocks, minimum signal extraction blocks and limiters of the maximum permissible mill loading value (according to the number of dust systems).

На фиг.1 представлена структурная схема системы для осуществления способа автоматического регулирования нагрузки котла с четырьмя пылесистемами прямого вдувания; на фиг.2 - одномельничная расчетная схема динамической модели автоматической системы регулирования, поясняющая принцип работы способа.Figure 1 presents a structural diagram of a system for implementing a method of automatically controlling the load of a boiler with four direct injection dust systems; figure 2 is a one-mill design diagram of a dynamic model of an automatic control system, explaining the principle of the method.

Система для осуществления способа автоматического регулирования нагрузки котла с пылесистемами прямого вдувания содержит регуляторы 1 загрузки мельниц в количестве, соответствующем числу мельниц с исполнительными механизмами 2 регулирования оборотов питателей сырого угля, с датчиками 3 загрузки мельниц (например, активной мощности двигателя) и дифференциаторами 4 с подключенными к ним датчиками 5 расхода первичного воздуха в мельницы, регуляторы 6 расхода первичного воздуха в количестве, соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 7 регулирующих органов 8 на линии подачи первичного воздуха в каждую мельницу. Система содержит также регулятор 9 тепловой нагрузки котла, с датчиком 10 тепловой нагрузки и блоком задания 11 от системы более высокого уровня (например, регулятора мощности блока). Выход регулятора 9 подключен к регулятору 12 суммарного расхода первичного воздуха, выход которого подключен к сумматорам 13 сигналов. На второй вход каждого сумматора 13 подключен датчик 5 расхода первичного воздуха в соответствующую пылесистему, а выход соединен с входом соответствующего регулятора 6 расхода первичного воздуха. Датчики 5 расхода первичного воздуха всех пылесистем подключены через сумматор 14 на вход регулятора 12 суммарного расхода первичного воздуха. Выход дифференциатора 4 каждой мельницы, через интегро-дифференцирующее звено 15, подключен на первый вход соответствующего регулятора 1, на второй вход которого подключен сумматор 16. На входы сумматора 16 подключены датчик 3 и задатчик 17 загрузки мельницы, а также блок 18 выбора минимального сигнала, к входам которого подключены задатчик 19 предельно допустимой загрузки мельницы и выход соответствующего сумматора 13. Выходы сумматоров 16 подключены также к входам сумматора 20, выход которого через компенсирующее инерционное звено 21 подключен на вход регулятора 9.The system for implementing a method for automatically controlling the load of a boiler with direct injection vacuum systems contains regulators 1 of the mill load in the amount corresponding to the number of mills with actuators 2 for controlling the speed of the raw coal feeders, with sensors 3 of the mill load (for example, active engine power) and differentiators 4 with connected to them by sensors 5 of the primary air flow in the mills, regulators 6 of the primary air flow in the amount corresponding to the number of mills, with executive mechanisms 7 and 8 regulators on the primary air supply line to each mill. The system also contains a regulator 9 of the thermal load of the boiler, with a sensor 10 of the thermal load and the reference unit 11 from a system of a higher level (for example, a power regulator of the unit). The output of the controller 9 is connected to the controller 12 of the total consumption of primary air, the output of which is connected to the adders 13 signals. At the second input of each adder 13, a primary air flow sensor 5 is connected to the corresponding dust system, and the output is connected to the input of the corresponding primary air flow regulator 6. Sensors 5 of the primary air flow rate of all dust systems are connected through an adder 14 to the input of the controller 12 of the total primary air flow rate. The output of the differentiator 4 of each mill, through an integro-differentiating link 15, is connected to the first input of the corresponding controller 1, the adder 16 is connected to the second input of the sensor 16. The sensor 3 and the mill loading adjuster 17, as well as the minimum signal selection unit 18 are connected, the inputs of which are connected to the controller 19 of the maximum permissible mill load and the output of the corresponding adder 13. The outputs of the adders 16 are also connected to the inputs of the adder 20, the output of which is connected to the inertial link 21 and controller input 9.

Способ автоматического регулирования нагрузки котла с пылесистемами прямого вдувания осуществляется системой регулирования следующим образом.The method of automatically controlling the load of the boiler with direct injection dust systems is carried out by the control system as follows.

Регуляторы 1 стабилизируют заданное количество топлива в каждой отдельной мельнице (например, по показателю активной мощности ее двигателя) от датчика 3 путем воздействия на подачу сырого топлива посредством механизма 2. Задатчики 17 служат для перераспределения загрузки мельниц.Regulators 1 stabilize a given amount of fuel in each individual mill (for example, in terms of the active power of its engine) from the sensor 3 by affecting the supply of raw fuel through mechanism 2. The adjusters 17 are used to redistribute the load of the mills.

Регуляторы 6, воздействуя на исполнительные механизмы 7 регулирующих органов 8, стабилизируют расход первичного воздуха в каждую отдельную мельницу по сигналу от датчика 5. Регулятор 12, получая сигнал от сумматора 14, поддерживает требуемый суммарный расход первичного воздуха, воздействуя через сумматоры 13 на регуляторы 6. Сигналы от датчиков 5 через дифференциаторы 4 и интегро-дифференцирующие звенья 15 поступают на входы регуляторов 1, обеспечивая пропорциональное изменение подачи топлива и воздуха в мельницы.The regulators 6, acting on the actuators 7 of the regulatory bodies 8, stabilize the flow of primary air to each individual mill by a signal from the sensor 5. The regulator 12, receiving a signal from the adder 14, maintains the required total flow rate of the primary air, acting through the adders 13 on the regulators 6. The signals from the sensors 5 through the differentiators 4 and integro-differentiating links 15 are fed to the inputs of the regulators 1, providing a proportional change in the supply of fuel and air to the mills.

Регулятор 9 является регулятором следующего уровня, который обеспечивает групповое управление расходом топливовоздушной смеси в топку котла.Regulator 9 is the next level regulator that provides group control of the flow of air-fuel mixture into the boiler furnace.

Сигналы рассогласования с выходов сумматоров 16 поступают на входы сумматора 20 и через инерционное звено 21 на вход регулятора 9, обеспечивая его инвариантность к внешним возмущениям.The mismatch signals from the outputs of the adders 16 are fed to the inputs of the adder 20 and through the inertial link 21 to the input of the controller 9, ensuring its invariance to external disturbances.

При работе регулятора 6 в диапазоне регулирования сигнал рассогласования на выходе сумматора 13 близок к нулю (в пределах зоны нечувствительности регулятора 1), за счет практически безинерционного изменения расхода первичного воздуха при изменении сигнала задания от регулятора 9.When the controller 6 is in the control range, the error signal at the output of the adder 13 is close to zero (within the dead zone of the controller 1), due to the practically inertialess change in the primary air flow rate when the reference signal from the controller 9 changes.

При увеличении нагрузки котла и ограничении расхода первичного воздуха (полном открытии шибера первичного воздуха) одной из пылесистем, сигнал рассогласования между заданным и фактическим расходом первичного воздуха с выхода сумматора 13 растет и поступает на вход регулятора 1, изменяя задание в сторону увеличения расхода топлива в мельницу. Система преобразуется в двухконтурную схему со стабилизирующим регулятором загрузки мельницы 1 и корректирующим регулятором 9 тепловой нагрузки. При этом связь с выхода сумматора 16 через сумматор 20 и инерционное звено 21 на вход регулятора 9 обеспечивает инвариантность системы к внутренним возмущениям. Параметры настройки регуляторов 9 и 1 не требуют изменения. При снижении нагрузки котла сигнал рассогласования уменьшается до нуля, и схема возвращается в исходное состояние. Тем самым расширяется диапазон регулирования тепловой нагрузки котла.When the boiler load increases and the primary air flow is limited (the primary air gate is fully open) of one of the dust systems, the mismatch signal between the set and actual primary air flow from the output of the adder 13 increases and goes to the input of the regulator 1, changing the task in the direction of increasing fuel consumption in the mill . The system is converted into a two-circuit circuit with a stabilizing regulator of the mill load 1 and a correcting regulator 9 of the thermal load. Moreover, the connection from the output of the adder 16 through the adder 20 and the inertial link 21 to the input of the controller 9 ensures the invariance of the system to internal disturbances. The settings for knobs 9 and 1 do not need to be changed. When the boiler load decreases, the mismatch signal decreases to zero, and the circuit returns to its original state. This expands the range of regulation of the thermal load of the boiler.

Для предотвращения перегрузки мельниц, сигнал рассогласования, поступающий с выхода сумматора 13 на вход регулятора загрузки мельницы 1, сравнивают в блоке 18 выбора минимального сигнала с сигналом от задатчика 19 и ограничивают до величины предельно допустимой загрузки (мощности) по условиям завала мельницы.To prevent overloading of the mills, the mismatch signal from the output of the adder 13 to the input of the mill 1 load controller is compared in block 18 for selecting the minimum signal with the signal from the setter 19 and limited to the maximum permissible load (power) according to the conditions of the mill blockage.

Поясним принцип работы системы с использованием динамической модели. Для упрощения представлена одномельничная схема, где: Vпер.в - расход первичного воздуха;

Figure 00000001
- расход топлива на входе в мельницу;
Figure 00000002
- расход пылесмеси из мельницы; Nм - мощность мельницы; Qт - тепловыделение в топке котла, λв - внутреннее возмущение по топливу.We explain the principle of the system using a dynamic model. To simplify, a one-mill scheme is presented, where: V per.v is the primary air flow rate;
Figure 00000001
- fuel consumption at the entrance to the mill;
Figure 00000002
- consumption of pulverized mixtures from the mill; N m - mill power; Q t - heat in the boiler furnace, λ in - internal disturbance in fuel.

Пылесистема в динамическом отношении представляет собой двухсвязный объект регулирования с прямыми каналами регулирования и перекрестными связями, описываемыми передаточными функциями:The dust system in dynamic terms is a bi-connected control object with direct control channels and cross-links, described by transfer functions:

Figure 00000003
- расход первичного воздуха → расход пылесмеси
Figure 00000003
- primary air flow rate → dust mixture flow rate

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
- расход топлива в мельницу → мощность мельницы
Figure 00000005
- fuel consumption in the mill → mill power

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
- расход первичного воздуха → мощность мельницы
Figure 00000007
- primary air flow → mill power

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
- расход топлива в мельницу → расход пылесмеси
Figure 00000009
- fuel consumption in the mill → dust consumption

Figure 00000010
Figure 00000010

где k1, k2, k3, k4 и T1, Т2, Т3, Т4 - коэффициенты усиления и постоянные времени соответствующих каналов.where k 1 , k 2 , k 3 , k 4 and T 1 , T 2 , T 3 , T 4 are the gain and time constants of the respective channels.

Как видно из выражений (1, 2, 3 и 4), первый канал описывается реальным дифференцирующим звеном первого порядка, а (2, 3, 4) - инерционным звеном первого порядка. Причем, исходя из практических и теоретических исследований, постоянные времени первого и третьего каналов, а также второго четвертого равны между собой. То есть Т13, а Т24.As can be seen from the expressions (1, 2, 3, and 4), the first channel is described by a real differentiating link of the first order, and (2, 3, 4) by an inertial link of the first order. Moreover, based on practical and theoretical studies, the time constants of the first and third channels, as well as the second fourth are equal. That is, T 1 = T 3 , and T 2 = T 4 .

Передаточная функция канала «расход топлива из мельницы → тепловыделение в топке» имеет следующий вид и описывается инерционным звеном второго порядка -The transfer function of the channel "fuel consumption from the mill → heat in the furnace" has the following form and is described by the inertial link of the second order -

Figure 00000011
Figure 00000011

Для развязки контуров регулирования реализовано наложение внешних компенсирующих связей, с целью обеспечения автономности по каналам регулирования. Это позволяет значительно повысить качество процессов регулирования. Устройства компенсации на данной схеме представлены звеньями 4-дифференциатор, 15-интегро-дифференциирующее звено и 21-инерционное звено. Передаточные функции и параметры настройки устройств компенсации W4(p), W15(p), W21(p) определяются из характеристических уравнений (6) и (7):In order to decouple the control loops, the implementation of external compensating links was implemented in order to ensure autonomy over the control channels. This can significantly improve the quality of regulatory processes. Compensation devices in this diagram are represented by 4-differentiator, 15-integro-differentiating, and 21-inertia links. The transfer functions and settings of the compensation devices W 4 (p), W 15 (p), W 21 (p) are determined from the characteristic equations (6) and (7):

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Преобразовав и подставив значения, получим передаточные функции устройств компенсации:Converting and substituting the values, we obtain the transfer functions of the compensation devices:

Figure 00000014
Figure 00000014

где: kPЗM и ТРЗМ - коэффициент усиления и постоянная времени регулятора загрузки мельницы.where: k and T PZM REM - the gain and the time constant of the mill load controller.

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Устройство компенсации W4(p), описывается реальным дифференцирующим звеном первого порядка с постоянной времени и коэффициентом пропорциональности, тождественным настройкам регулятора загрузки мельницы. Такая схема обеспечивает инвариантность регулятора загрузки мельницы к внешним возмущениям (при изменении задания регулятору тепловой нагрузки), при совпадении динамических характеристик по каналам регулирования «расход первичного воздуха → мощность мельницы / расход топлива в мельницу → мощность мельницы». Однако в реальности данные характеристики могут существенно отличаться. Введение устройства компенсации W15(p), описываемое интегро-дифференцирующим звеном, обеспечивает полную инвариантность к внешним возмущениям даже при отличии динамических свойств каналов.The compensation device W 4 (p) is described by a real first-order differentiating element with a time constant and a proportionality coefficient identical to the settings of the mill load controller. Such a scheme ensures the invariance of the mill load controller to external disturbances (when changing the task of the heat load controller), if the dynamic characteristics of the control channels coincide “primary air flow → mill power / fuel consumption in the mill → mill power”. However, in reality, these characteristics may vary significantly. The introduction of a compensation device W 15 (p), described by an integro-differentiating link, provides complete invariance to external perturbations even if the dynamic properties of the channels differ.

Устройство компенсации W21(p), тождественное в динамическом отношении каналу

Figure 00000017
, обеспечивает инвариантность системы к внутренним возмущениям. То есть при случайном изменении подачи («провале») топлива в мельницу, сигнал по каналу В'→В''→QT, поступающий на вход регулятора 9, компенсируется сигналом по каналу В'→NM→W21(p). Регулятор загрузки мельницы один устраняет это возмущение, не вызывая ложного срабатывания регулятора тепловой нагрузкиCompensation device W 21 (p), dynamically identical channel
Figure 00000017
, ensures the invariance of the system to internal perturbations. That is, with a random change in the flow (“failure”) of fuel to the mill, the signal through channel B '→ B''→ Q T , fed to the input of controller 9, is compensated by the signal through channel B' → N M → W 21 (p). The mill load controller alone eliminates this disturbance without causing a false response of the heat load controller

Предложенное изобретение позволяет:The proposed invention allows:

- обеспечить полную инвариантность системы регулирования к внутренним и внешним возмущениям и тем самым повысить качество (быстродействие и динамическую точность) регулирования нагрузки котла;- to ensure the complete invariance of the control system to internal and external disturbances and thereby improve the quality (speed and dynamic accuracy) of regulation of the boiler load;

- расширить диапазон регулирования производительности пылесистем при исчерпании диапазона регулирования расхода первичного воздуха, что особенно важно при участии в первичном регулировании частоты;- expand the range of regulation of the performance of vacuum systems with the exhaustion of the range of regulation of the flow rate of primary air, which is especially important when participating in the primary frequency control;

- повысить надежность работы пылесистемы и предотвратить перегрузку мельницы, за счет ограничения сигнала рассогласования, поступающего с регулятора первичного воздуха до предельно допустимой, по условиям завала мельницы, величины.- to increase the reliability of the dust system and prevent overloading of the mill, by limiting the error signal coming from the primary air regulator to the maximum allowable value, according to the conditions of the mill obstruction.

Claims (8)

1. Способ автоматического регулирования производительности котла с пылесистемами прямого вдувания путем поддержания требуемой нагрузки котла изменением суммарного расхода первичного воздуха в пылесистемы по сигналу от регулятора тепловой нагрузки котла, изменением расхода топлива в мельницы по сигналу загрузки мельницы и сигналу скорости изменения расхода первичного воздуха, отличающийся тем, что сигнал по отклонению загрузки мельницы от заданного значения динамически преобразуют в инерционном звене с характеристикой канала регулирования «расход топлива из мельницы - нагрузка котла» и подают на вход регулятора тепловой нагрузки котла.1. A method for automatically controlling the productivity of a boiler with direct injection dust systems by maintaining the required boiler load by changing the total primary air flow into the dust systems by a signal from the boiler heat load regulator, by changing the fuel consumption in the mills by the mill loading signal and the signal of the rate of change of the primary air flow rate, characterized in that the signal on the deviation of the mill load from the set value is dynamically converted in the inertial link with the characteristic of the control channel ation "fuel consumption of the mill - the load of the boiler" and is input to the thermal load of the boiler controller. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигнал по скорости изменения расхода первичного воздуха подаваемый на вход регулятора загрузки мельницы дополнительно преобразуют в интегродифференцирующем звене с характеристикой отношения передаточных функций каналов регулирования «расход первичного воздуха - мощность мельницы - расход топлива в мельницу - мощность мельницы».2. The method according to claim 1, characterized in that the signal for the rate of change in the flow rate of the primary air supplied to the input of the mill charge controller is additionally converted into an integro-differentiating link with the characteristic of the ratio of the transfer functions of the control channels "primary air flow - mill power - fuel consumption in the mill - mill power. " 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при ограничении расхода первичного воздуха сигнал рассогласования между заданным и фактическим расходом первичного воздуха подают на вход регулятора загрузки мельницы.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when limiting the flow rate of primary air, a mismatch signal between the set and actual flow rate of the primary air is fed to the input of the mill charge controller. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что величину сигнала рассогласования поступающего на вход регулятора загрузки мельницы ограничивают до величины предельно допустимой по условиям завала мельницы.4. The method according to claim 3, characterized in that the size of the mismatch signal received at the input of the mill load controller is limited to the maximum permissible under the conditions of the mill blockage. 5. Система для автоматического регулирования производительности котла с пылесистемами прямого вдувания, содержащая регуляторы загрузки мельниц, выходами подключенные к исполнительным механизмам питателей сырого угля, а входами - к датчикам загрузки каждой мельницы и через дифференциаторы к датчикам расхода первичного воздуха в мельницы, регуляторы расхода первичного воздуха в мельницы, выходами подключенные к исполнительным механизмам регулирующих органов расхода первичного воздуха в каждую мельницу, а входами - к датчикам расхода первичного воздуха в каждую мельницу, регулятор тепловой нагрузки котла с датчиком тепловой нагрузки котла и блоком задания от системы более высокого уровня, выходом подключенный к каждому регулятору первичного воздуха, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена регулятором суммарной производительности расхода первичного воздуха и подключенным на его вход первым блоком суммирования, а выходом соединенным с входами всех регуляторов расхода первичного воздуха, на входы первого блока суммирования подключены датчики расхода первичного воздуха, а на второй вход регулятора суммарной производительности подключен выход регулятора тепловой нагрузки, система также снабжена вторыми блоками суммирования, включенными между датчиками загрузки и входами регуляторов загрузки мельниц, последовательно соединенными третьим блоком суммирования и компенсирующим инерционным звеном, выходом подключенным к входу регулятора тепловой нагрузки, а входы третьего блока суммирования соединены с выходами вторых блоков суммирования всех пылесистем.5. A system for automatically controlling the productivity of a boiler with direct injection vacuum systems, containing mill loading controllers, outputs connected to the actuators of the raw coal feeders, and inputs to the loading sensors of each mill and through differentiators to the primary air flow sensors in the mills, primary air flow regulators in mills connected to the actuators of the regulating bodies of the primary air flow rate in each mill, and the inputs to the flow sensors of primary air to each mill, a boiler thermal load regulator with a boiler thermal load sensor and a task unit from a higher-level system, connected to each primary air regulator by an output, characterized in that it is additionally equipped with a controller for the total primary air flow rate and connected to its input the summing unit, and the output connected to the inputs of all the regulators of the primary air flow rate, the primary flow rate sensors are connected to the inputs of the first summing unit air, and the output of the heat load regulator is connected to the second input of the total capacity controller, the system is also equipped with second summing units connected between the load sensors and the inputs of the mill load regulators, connected in series by the third summing unit and a compensating inertial link, the output connected to the input of the heat load regulator and the inputs of the third summing unit are connected to the outputs of the second summing units of all dust systems. 6. Система по п.5, отличающаяся тем, что снабжена по числу пылесистем компенсирующими интегродифференцирующими звеньями, включенными между выходами дифференциаторов и входами регуляторов загрузки мельниц каждой пылесистемы.6. The system according to claim 5, characterized in that, according to the number of dust systems, it is equipped with compensating integro-differentiating links connected between the outputs of the differentiators and the inputs of the charge controllers of the mills of each dust system. 7. Система по п.6, отличающаяся тем, что снабжена четвертыми блоками суммирования, включенными на входы регуляторов расхода первичного воздуха, а входами соединенными с выходом регулятора суммарного расхода первичного воздуха и датчиками расхода первичного воздуха.7. The system according to claim 6, characterized in that it is equipped with fourth summing units connected to the inputs of the primary air flow regulators, and with inputs connected to the output of the primary air flow controller and primary air flow sensors. 8. Система по п.7, отличающаяся тем, что снабжена блоками выделения минимального сигнала, включенными между выходом четвертого блока суммирования каждой пылесистемы и входом второго блока суммирования и задатчиками предельно допустимого значения загрузки мельницы, подключенными на второй вход блока выделения минимального сигнала. 8. The system according to claim 7, characterized in that it is equipped with minimum signal extraction units connected between the output of the fourth summing unit of each dust system and the input of the second summing unit and the limiters of the maximum permissible mill load connected to the second input of the minimum signal extraction unit.
RU2009112107/06A 2009-04-01 2009-04-01 Automatic control method of boiler load with direct-firing pulverised fuel systems and system for its implementation RU2419746C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112107/06A RU2419746C2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Automatic control method of boiler load with direct-firing pulverised fuel systems and system for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112107/06A RU2419746C2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Automatic control method of boiler load with direct-firing pulverised fuel systems and system for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009112107A RU2009112107A (en) 2010-10-10
RU2419746C2 true RU2419746C2 (en) 2011-05-27

Family

ID=44024654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009112107/06A RU2419746C2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Automatic control method of boiler load with direct-firing pulverised fuel systems and system for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2419746C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009112107A (en) 2010-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102654751B (en) Coordination control method based on nonlinear control and fuzzy control
US4039846A (en) Control of a steam-heating power plant
CN105275509A (en) Method and system for controlling opening degree of steam turbine governing valve of thermal power generating unit
US4332207A (en) Method of improving load response on coal-fired boilers
RU2419746C2 (en) Automatic control method of boiler load with direct-firing pulverised fuel systems and system for its implementation
US4582026A (en) Feed-forward type automatic control system
RU2601320C1 (en) Power control method of combined-cycle plants and apparatus for its implementation
RU2671659C1 (en) Method and system of automatic regulation of the ccgt unit with forcing impact on the control valves of high and medium pressure of the steam turbine
JP2696267B2 (en) Boiler parallel operation controller
RU2756400C1 (en) Device and method for heat load distribution in a group of fuel supply mechanisms
JP3792853B2 (en) Combined cycle control device and gas turbine control device
JP3787901B2 (en) Device for calculating the amount of coal output during normal shutdown of a coal fired boiler
JP3024682B2 (en) Boiler air flow control device
CN114172419B (en) Automatic power generation control method and device for generator set
JPS60134904A (en) Cooperative controller of thermal power plant
JPH11351552A (en) Method and apparatus for controlling primary air flow rate of mill of finely pulverized coal firing boiler
CN111472852A (en) Intermediate point enthalpy value frequency modulation based logical optimization method for generator set
SU972195A1 (en) System for automatically controlling combustion process
RU2618346C2 (en) Loading and ventilation mill management system
KR101764590B1 (en) Method for controlling coal feed of multi-stage coal supplier in a fluidized boiler of thermal power plant
JPH09170753A (en) Method and apparatus for controlling primary air pressure in coal igniting boiler
JP2815187B2 (en) Reheat steam temperature control device
SU841686A1 (en) Apparatus for controlling dust system with ball drum mills
CN118129144A (en) Combustion feeding control strategy of biomass circulating fluidized bed boiler
JPS62255721A (en) Control of pulverized coal burner

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160402