锅炉汽水系统及其过热汽温控制策略的仿真研究

摘要

借助于计算机仿真技术，建立锅炉汽水系统的动态数学模型，进行仿真研究分析，对掌握汽水系统的动态特性起着非常重要的作用。 现在电厂所采用的常规的过热汽温串级减温控制系统基于传统的PID控制，在工况有较大变动时较难获得令人满意的控制性能。研究能克服传统过热汽温控制系统的缺点的新型控制方法，对于电站运行的安全性和经济性有十分重要的意义。 本文以珞璜电厂360MW机组为对象，针对建立的汽水系统数学模型，进行仿真试验，获得了模型的动态特性。并以此为基础，建立了过热汽温控制对象的数学模型，进行Smith预估控制和增益自适应控制策略的仿真研究。 本文进行了以下的主要工作： ① 根据模块化建模思想，建立了汽水系统的仿真数学模型； ② 针对建立的仿真模型，进行了燃料量、调门开度及减温水量扰动试验，得到亚临界压力锅炉汽水系统的主要动态特性； ③ 分析目前电厂所采用的基于传统PID控制的过热汽温串级减温控制系统，并讨论新型控制策略； ④ 利用减温水扰动试验所获得的过热汽温动态特性曲线，建立了过热汽温对象的辨识数学模型； ⑤ 针对辨识模型，进行减温水扰动试验，比较smith预估控制、增益自适应控制系统与传统PID系统的控制性能。 仿真结果表明，所建模块能够正确反映锅炉汽水系统的动态特性，Smith预估控制及增益自适应控制策略比常规PID串级控制策略的控制性能有明显的改善和提高。