先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件的設(shè)計及在電站鍋爐汽溫預(yù)測控制中的應(yīng)用.pdf

1、工業(yè)企業(yè)改革和國際化的深入使國內(nèi)企業(yè)面臨著前所未有的競爭和挑戰(zhàn)，同時節(jié)能減排成為“十一五”的重點(diǎn)，這都要求企業(yè)采用先進(jìn)的控制和優(yōu)化方法，努力在提高生產(chǎn)效率和安全性的同時節(jié)能降耗，以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。 火電占國內(nèi)電力總裝機(jī)容量超過四分之三，先進(jìn)控制與優(yōu)化的應(yīng)用在火電領(lǐng)域有著非常重要的意義，這是因?yàn)橄冗M(jìn)控制與優(yōu)化在火電機(jī)組的應(yīng)用率仍然很低，這有多方面的因素：(1)先進(jìn)算法很多過于復(fù)雜，難于計算機(jī)應(yīng)用，且參數(shù)復(fù)雜調(diào)節(jié)難度大，不適合一般

2、的工程人員；(2)大量早期投產(chǎn)的大型火電機(jī)組，由于設(shè)計和陳舊等原因，缺乏必要的控制手段；(3)缺乏自主研發(fā)的先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件系統(tǒng)。而本文則重點(diǎn)對其中兩個方面進(jìn)行了研究，即先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)，以及先進(jìn)控制方法用于電站鍋爐的主汽溫控制。 一、主蒸汽回路為電站鍋爐最主要的回路之一，主汽溫度的穩(wěn)定直接影響鍋爐運(yùn)行的效率和安全性。主汽溫平均溫度提高1℃，機(jī)組效率直接提高1‰左右，同時汽溫控制須非常穩(wěn)定，超溫將直接影響鍋爐

3、的安全運(yùn)行，經(jīng)常的超溫會大大影響管路壽命，甚至?xí)a(chǎn)生暴管事故而被迫停機(jī)維修，而過低的汽溫會大幅影響鍋爐效率。但是很多尤其是早期建設(shè)的電站鍋爐系統(tǒng)，其主汽溫自動控制很不理想，甚至無法投用，這是因?yàn)橹髡羝芈肪哂械湫偷拇髴T性、大滯后特點(diǎn)和對象模型隨負(fù)荷變化較大等特點(diǎn)，同時較老機(jī)組存在較多的原始設(shè)計缺陷并缺乏執(zhí)行手段，這就大幅增加了自動控制的應(yīng)用難度。為此，針對此問題存在較為嚴(yán)重的平圩＃1和石橫＃2機(jī)組主蒸汽回路，提出了一種基于多模型切換的階

4、梯式廣義預(yù)測控制方法，并結(jié)合考慮風(fēng)量、主汽壓、上層磨煤量、蒸汽流量等影響因素成功應(yīng)用于主汽溫串級控制，在機(jī)組正常工作負(fù)荷范圍內(nèi)均能達(dá)到很好的控制品質(zhì)，成功解決了兩廠建廠以來一直無法解決的主汽溫自動控制問題，具有推廣應(yīng)用價值。 二、現(xiàn)有控制系統(tǒng)軟件普遍存在的一些問題，如穩(wěn)定性欠缺，功能單一，可移植、可擴(kuò)展性弱，無法與大型DCS緊密結(jié)合并高速穩(wěn)定進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等等。針對這些悶題，提出了幾種高效的高速數(shù)據(jù)交換方法用于不同應(yīng)用場合，并通過

5、對模塊調(diào)度方式的分析和仿真，設(shè)計了高效的模塊調(diào)度策略，同時基于工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對性的設(shè)計了雙向數(shù)據(jù)緩沖池、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)預(yù)處理接口、統(tǒng)一的模塊模板用于算法的模塊化實(shí)現(xiàn)、多線程模塊動態(tài)掛接和調(diào)度、統(tǒng)一的配置文件支持和配置數(shù)據(jù)庫支持、標(biāo)準(zhǔn)化格式的日志系統(tǒng)以及心跳信號等，首次自主研發(fā)了基于Solaris操作系統(tǒng)的DCS嵌入式先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)具有穩(wěn)定性高、模塊化通用性強(qiáng)、數(shù)據(jù)處理穩(wěn)定快速、算法便于應(yīng)用和擴(kuò)展并易于移植等特點(diǎn)，軟件在石橫＃