專(zhuān)利名稱(chēng)：余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金制造及設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種余熱鍋爐汽包水位的三沖量 控制方法。
背景技術(shù)：
在熔煉爐冶煉生產(chǎn)金屬的工藝過(guò)程中，主要的生產(chǎn)設(shè)備有熔煉爐、余熱鍋爐等。熔 煉爐在熔煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔猓酂徨仩t的主要作用是對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，同時(shí) 將交換的熱量用于產(chǎn)生蒸汽供其他生產(chǎn)工序使用。由于余熱鍋爐位于熔煉爐煙氣出口，一 旦發(fā)生事故，就會(huì)影響熔煉爐的生產(chǎn)，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，在整個(gè)冶煉過(guò)程中，余 熱鍋爐的控制至關(guān)重要。余熱鍋爐是一個(gè)多輸入、多輸出且各項(xiàng)控制參數(shù)相互耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，汽包水位 是余熱鍋爐系統(tǒng)非常重要的被控變量。如果水位過(guò)低，輕則影響水汽平衡、重則燒干余熱鍋 爐，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致余熱鍋爐爆炸等事故。如果水位過(guò)高，容易造成蒸汽帶液現(xiàn)象，不僅降低 蒸汽的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且還會(huì)使過(guò)熱器結(jié)垢，或者使用于蒸汽發(fā)電的汽輪機(jī)葉片損壞。因 此，在生產(chǎn)過(guò)程中，將汽包水位穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)是非常重要的。現(xiàn)有的余熱鍋爐汽包水位的控制方法是三沖量控制方法，其中，作為被控變量的 汽包水位是主沖量，為提高控制品質(zhì)而引入的蒸汽流量和給水流量是輔助沖量。三沖量控制的常用實(shí)現(xiàn)方法是前饋加反饋的三沖量控制，根據(jù)前饋信號(hào)的結(jié)構(gòu)形 式不同，此種三沖量控制方法可分為兩種形式一種是靜態(tài)前饋，使用給水流量和蒸汽流量 的差值作為前饋信號(hào)；另一種是動(dòng)態(tài)前饋，使用給水流量和蒸汽流量的差值的微分作為前 饋信號(hào)?，F(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)是，靜態(tài)前饋沒(méi)有考慮動(dòng)態(tài)響應(yīng)，在擾動(dòng)作用下，靜態(tài)前饋的 校正作用只能在補(bǔ)償過(guò)程最終使被控變量回到給定值，響應(yīng)速度比較慢；動(dòng)態(tài)前饋的缺點(diǎn) 是對(duì)干擾噪聲敏感，很容易放大高頻噪聲，降低系統(tǒng)的信噪比，使系統(tǒng)抑制干擾的能力下 降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決系統(tǒng)抗干擾能力差或者響應(yīng)速度慢的技術(shù)缺陷。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法，包括以 下步驟檢測(cè)余熱鍋爐汽包水位、余熱鍋爐汽包產(chǎn)生的蒸汽流量以及余熱鍋爐汽包的給水 流量；判斷與余熱鍋爐相連的煙道的煙氣溫度是否發(fā)生變化；如果判斷所述煙道的煙氣溫 度發(fā)生變化，則求取所述給水流量和所述蒸汽流量的差值的微分作為前饋控制信號(hào)；如果 判斷所述煙道的煙氣溫度沒(méi)有發(fā)生變化，則求取所述給水流量和所述蒸汽流量的差值作為 前饋控制信號(hào)；以及根據(jù)所述前饋控制信號(hào)控制所述余熱鍋爐汽包水位。本發(fā)明通過(guò)判斷與余熱鍋爐相連的煙道的煙氣溫度是否發(fā)生變化以選擇使用靜 態(tài)前饋控制信號(hào)還是動(dòng)態(tài)前饋控制信號(hào)，避免了僅僅使用靜態(tài)前饋信號(hào)帶來(lái)的響應(yīng)速度慢的問(wèn)題，或者僅僅使用動(dòng)態(tài)前饋信號(hào)帶來(lái)的系統(tǒng)抗干擾能力差的問(wèn)題。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明實(shí)施例的余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法的流程圖，如圖1所 示，該方法包括以下步驟步驟S101，檢測(cè)余熱鍋爐汽包水位、余熱鍋爐汽包產(chǎn)生的蒸汽流量以及余熱鍋爐 汽包的給水流量。為了提高控制的精度，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在檢測(cè)到工況下的蒸汽流量后， 對(duì)其進(jìn)行溫度和壓力的補(bǔ)償?shù)玫綐?biāo)況下的蒸汽流量，即將蒸汽流量乘以補(bǔ)償因子得到補(bǔ)償
后的流量，其中，補(bǔ)償因子的計(jì)算公式如下
▽ P+A P R T+A T
「00171 K =-=-x^-^―
L JRP+AP T+A_T其中，P為工況下的檢測(cè)壓力，T為工況下的檢測(cè)溫度，A_P為絕對(duì)壓力，A_T為絕 對(duì)溫度，R_P為參考?jí)毫Γ琑_T為參考溫度，應(yīng)理解，上述補(bǔ)償因子K的計(jì)算方法僅為示例性 的實(shí)施例，除此之外，還可使用其他方法確定補(bǔ)償因子。在下面的前饋信號(hào)中，均可使用補(bǔ)償后的流量作為蒸汽流量。步驟S102，判斷與余熱鍋爐相連的煙道的煙氣溫度是否發(fā)生變化。步驟S103，如果判斷煙道的煙氣溫度發(fā)生變化，則求取給水流量和蒸汽流量的差 值的微分作為前饋信號(hào)。例如，在熔煉開(kāi)始投料時(shí)和熔煉停止投料時(shí)，與余熱鍋爐相連的煙道的煙氣溫度 發(fā)生的變化最大，擾動(dòng)比較頻繁，此時(shí)，使用給水流量和蒸汽流量的差值的微分(即，動(dòng)態(tài) 前饋信號(hào))對(duì)余熱鍋爐汽包水位進(jìn)行控制，從而快速對(duì)擾動(dòng)進(jìn)行響應(yīng)。步驟S104，如果判斷煙道的煙氣溫度沒(méi)有發(fā)生變化，則求取給水流量和蒸汽流量 的差值作為前饋信號(hào)。例如，當(dāng)下料量穩(wěn)定后，與余熱鍋爐相連的煙道的煙氣溫度的變化相對(duì)較小，擾動(dòng) 也相對(duì)較小，此時(shí)，切換到使用給水流量和蒸汽流量的差值(即，靜態(tài)前饋信號(hào))對(duì)余熱鍋 爐汽包水位進(jìn)行控制，避免繼續(xù)使用動(dòng)態(tài)前饋信號(hào)造成系統(tǒng)的抗干擾能力變差。步驟S105，根據(jù)前饋信號(hào)控制余熱鍋爐汽包水位。具體地，首先，根據(jù)前饋信號(hào)通過(guò)下面的公式對(duì)檢測(cè)到的余熱鍋爐汽包水位進(jìn)行修正，余熱鍋爐汽包水位=檢測(cè)到的余熱鍋爐汽包水位+CX前饋信號(hào)，其中，C為前饋系數(shù)，可根據(jù)工況設(shè)定。然后，根據(jù)修正的結(jié)果控制余熱鍋爐汽包水位。本發(fā)明通過(guò)判斷與余熱鍋爐相連的煙道的煙氣溫度是否發(fā)生變化以選擇使用靜 態(tài)前饋控制信號(hào)還是動(dòng)態(tài)前饋控制信號(hào)，避免了僅僅使用靜態(tài)前饋信號(hào)帶來(lái)的響應(yīng)速度慢 的問(wèn)題，或者僅僅使用動(dòng)態(tài)前饋信號(hào)帶來(lái)的系統(tǒng)抗干擾能力差的問(wèn)題。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換 和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法，其特征在于，包括以下步驟檢測(cè)余熱鍋爐汽包水位、余熱鍋爐汽包產(chǎn)生的蒸汽流量以及余熱鍋爐汽包的給水流量；判斷與余熱鍋爐相連的煙道的煙氣溫度是否發(fā)生變化；如果判斷所述煙道的煙氣溫度發(fā)生變化，則求取所述給水流量和所述蒸汽流量的差值 的微分作為前饋信號(hào)；如果判斷所述煙道的煙氣溫度沒(méi)有發(fā)生變化，則求取所述給水流量和所述蒸汽流量的 差值作為前饋信號(hào)；以及根據(jù)所述前饋信號(hào)控制所述余熱鍋爐汽包水位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法，其特征在于，所述根 據(jù)所述前饋信號(hào)控制所述余熱鍋爐汽包水位進(jìn)一步包括根據(jù)所述前饋信號(hào)對(duì)所述檢測(cè)到的余熱鍋爐汽包水位進(jìn)行修正；以及 根據(jù)所述修正結(jié)果控制所述余熱鍋爐汽包水位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法，其特征在于，所述根 據(jù)所述前饋信號(hào)對(duì)所述檢測(cè)到的余熱鍋爐汽包水位進(jìn)行修正進(jìn)一步包括根據(jù)所述前饋信號(hào)通過(guò)以下的公式對(duì)所述檢測(cè)到的余熱鍋爐汽包水位進(jìn)行修正， 余熱鍋爐汽包水位=檢測(cè)到的余熱鍋爐汽包水位+CX前饋信號(hào)， 其中，所述C為前饋系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法，其特征在于，還包括 在檢測(cè)到蒸汽流量后，對(duì)所述蒸汽流量進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算得到補(bǔ)償后的蒸汽流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法，其特征在于，進(jìn)行所述補(bǔ)償計(jì)算的補(bǔ)償因子
全文摘要
本發(fā)明提出一種余熱鍋爐汽包水位的三沖量控制方法，包括以下步驟檢測(cè)余熱鍋爐汽包水位、余熱鍋爐汽包產(chǎn)生的蒸汽流量以及余熱鍋爐汽包的給水流量；判斷與余熱鍋爐相連的煙道的煙氣溫度是否發(fā)生變化；如果判斷煙道的煙氣溫度發(fā)生變化，則求取給水流量和蒸汽流量的差值的微分作為前饋信號(hào)；如果判斷煙道的煙氣溫度沒(méi)有發(fā)生變化，則求取給水流量和蒸汽流量的差值作為前饋信號(hào)；以及根據(jù)前饋信號(hào)控制余熱鍋爐汽包水位。本發(fā)明通過(guò)判斷煙道的煙氣溫度是否發(fā)生變化以選擇使用靜態(tài)前饋信號(hào)還是動(dòng)態(tài)控制信號(hào)，避免了僅僅使用靜態(tài)前饋信號(hào)帶來(lái)的響應(yīng)速度慢的問(wèn)題，或者僅僅使用動(dòng)態(tài)前饋信號(hào)帶來(lái)的系統(tǒng)抗干擾能力差的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F22D5/00GK102062390SQ201010616160
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者葉晨, 趙奕 申請(qǐng)人:中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司