浅谈火电厂过热气温控制系统的改进

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摘 要：国内大多数火电厂过热气温控制主要通过过热器来实现，过热器一般采取串级控制和导前微分控制的方式来保证锅炉气温维持在一定范围内波动，但容易出现超温的问题。近几年，广义预测控制（GPC）得到了广泛应用，该控制系统具有自适应能力较强、系统响应快等优点。本文对基于阶梯式GPC控制器的过热气温自动控制系统进行了详细介绍。

关键词：火电厂 过热气温控制 自动控制系统 广义预测控制系统

中图分类号：TK223.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0107-02

火电厂锅炉是火力发电机组的关键部件，为保障锅炉的安全、高效运行，火电厂锅炉配备有多个自控系统，例如汽包水位自动控制系统、过热气温自动控制系统、再热气温自动调节系统等等，使得火电厂锅炉成为一个大滞后、多变量、多干扰的工作对象，以传统的PID控制器为核心的锅炉过热气温控制系统在自动化控制上存在诸多问题，其中主要的有：容易出现超温、调节滞后、过量调节等。而广义预测控制则较好的克服了这些缺点，本文以某电厂控制系统的改进为例，具体阐述了基于阶梯式广义预测器（GPC）控制平台的运行及其与PID控制系统之间的无缝切换技术。

1 基于阶梯式广义预测器（GPC）控制系统

2 某电厂过热气温控制系统的结构及特点

该机组锅炉过热减温系统为二级四点减温，其中第一级减温器安装在低温过热器和分隔屏过热器之间，呈左右分布格局；第二级减温器分布在后屏和末级过温器之间的导气管上，左右各一个。主蒸汽温度调节因为受燃烧器影响较少，一般采用两级喷水减温方式调节。

3 对常规直流燃煤锅炉气温控制系统的改进

上图例中的过热气温控制模型采用两级PID控制系统，以过热器出口温度作为主信号，主PID调节器的输出作为副PID调节器（内环PID调节器）的定值。副PID调节器通过控制喷水减温阀来控制减温后的温度，进行参数设定时，其设定值即是需要达到的减温后的温度值。主PID调节器则根据末级过热器的出口温度，来设定内环PID调节器的值。在发生大幅气温波动时（例如±10°以上），则需要进行手动调节从而避免超温现象出现。

4 基于阶梯式GPC系统的数值模拟

火电厂锅炉在发电机组的安全运行方面发挥着重要作用，而由于其工作环境的特殊，对自动控制要求非常高。在这一方面，国内外都进行了许多的研究和应用。广义预测控制理论虽然发展时间不长，而且在控制算法方面还存在缺陷，但已经在工业项目的自动化控制中得到了较为广泛的应用，通过一系列的仿真实验结果表明，只要加大研究力度，积极探索改进，广义预测控制系统一定能在火电厂的自动化控制中发挥更加重要的作用。

参考文献

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