火電廠鍋爐再熱汽溫優化控制分析

蔡欣

摘?要：火電廠鍋爐再熱汽溫的被控對象運行中，具有高延時性、非線性化的特點，因此在具體的運行階段，很容易導致在實際的系統處理和運行中，導致采取的火電廠鍋爐再熱汽溫控制系統無法適應該系統的運行要求。基于對火電廠鍋爐再熱汽溫現有控制模型的分析，本文指出了目前控制方案使用中存在的問題，在此基礎上制定了火電廠鍋爐再熱汽溫的優化方案。

關鍵詞：火電廠;鍋爐;再熱汽溫控制

引言：火電廠鍋爐再熱汽溫的現有控制方案中，通常采用PID控制模式，該方法多年使用中在技術的使用方法上較為完善與優秀，不過該技術在當前的使用中，所存在的問題也日漸凸顯，比如超調量過大、抗干擾能力日漸不足等，導致火電廠鍋爐再熱汽溫控制效果較差。在今后的系統建設中，需要對火電廠鍋爐再熱汽溫的優化控制方案進行重建。

一、火電廠鍋爐再熱汽溫的控制方案

（一）控制原理

在目前的火電廠鍋爐再熱汽溫控制系統中，廣泛采用PID控制系統，實現對于所有參數的調整和歸納，該系統控制系統的運行原理是，通過采用汽溫的測量裝置，監控整個系統在當前的系統運行中的實際溫度參數，之后通過信號放大器、控制中樞以及通信系統，把所有的這類參數都進行全面的對比和分析，之后將取得的所有控制指令向被控對象傳遞，從而讓該項控制系統可以保證在運行過程，將最終實際生成的信號用于火電廠鍋爐再熱汽溫的控制。對于被控對象，目前廣泛采用噴水降溫閥進行處理，其中PID控制系統在運行過程中，就明顯可以采用該裝置，自行控制噴水降溫閥的運行狀態，實現對火電廠鍋爐再熱汽溫的控制。

（二）控制系統問題

在火電廠鍋爐再熱汽溫控制系統的建設工程，當前該系統的實際運行階段主要有三個問題。首先是系統的運行超調量過大，而超調量過大往往就意味著在整個自動控制系統的運行階段，就需要消耗較長的時間，在控制系統階段的控制時間較長，則在控制效果層面上，該問題會得到進一步地凸顯[1]。其次是系統復雜度提高，雖然PID系統的運行中，整個系統較為簡單，并且各類設施的使用數量較少，不過在火電廠鍋爐再熱汽溫的控制中，當前對該參數的控制要求升高，其中必須要使用大量的其他類型的設施，使得PID控制系統的復雜度逐漸升高。最后是控制精度較低，基于PID控制原理的火電廠鍋爐再熱汽溫調整系統運行中，系統的響應時間較長，從而導致該系統的控制誤差過大，甚至可以達到8～10℃，使得控制效果極差。

二、火電廠鍋爐再熱汽溫的優化控制方案

（一）控制函數設計

傳統的PID控制模型會導致整個系統具有過高的超調量，并且在控制的效率參數相對較低，因此在新的控制函數設計中，要采取預測性的控制參數，對整個系統當前的運行狀態和相關的參數進行對比和分析，之后根據今后一段時間內所預測取得的結果，對相關的系統運行參數進行進一步地調整。對于預測函數的建設過程，首先是需要全面分解整個火電廠鍋爐再熱汽溫系統的各個空間，并且將整個空間設置為多個子空間，最終建立專用的運行模型，可以全面根據該子空間內的相關模型設計方案對整個控制器進行處理和調整。在控制過程中，要可以在被控制對象的動態特征發生變化時，實現對控制器的運行信號加權處置，之后可以得到相對應化結果。其次要根據各個子空間模型中所需要監測的數據以及各類數據的使用模式，對其作出進一步調整。最后是將所有的子系統進行相加處理，通過采用求和的模式，全面了解目前該系統可否滿足運行控制需求，并發出相應的控制指令。

（二）核心控制器設計

在核心系統的設計中，由于已經開始采用預測控制模型進行系統運行狀態的控制，并且具有了良好的控制效果，因此需要對該系統的實際算法、預測函數的使用模式以及相關的控制能力進行專項處理，之后才可以使得整個系統具有較高的抗干擾性能。在預測控制模型的建設和使用中，需要改善整個控制系統性能方面的相關參數，如果發現該參數具有較高的優越性時，需要對整個子系統進行進一步的分解。其中針對火電廠系統，對于被控的煙氣擋板就需要根據其當前的實際運行狀況對相關的參數作出調整，并且在具體的溫度控制方面，要根據控制擋板調整汽溫工況下的傳遞函數以及相對應的控制指令，通過使用整條流程實現對最終煙氣溫度的精準控制。

（三）參考參數處理

所謂的參考參數是指，要能夠在預測函數的模式建設過程，根據相關的控制精度以及預測函數的運行原理設定不同的控制模型，同時針對該控制模型需要對整個系統進行結構化的處理，并且將數字信號引入到輸出變化表現曲線，將其分解為若干個已經經過事先選定的函數指標[2]。通常情況下，需要根據被控對象的實際運行特性和參考軌跡，對預測函數的個數以及運行形式進行有序的選擇，則在火電廠鍋爐的實際工業生產中，要對電廠鍋爐再熱汽溫模型，簡化成一階模型之后，可根據該系統的時間和管理對象非常曲線進行近似求取，因此在控制數系統中可以采用基于函數理論，對函數個數處理狀態下的系統運行功能跟蹤系統，之后根據該控制系統的輸入模型直接設置相關矩陣，并對相關的矩陣進行加權處理。

（四）誤差補償處理

電廠的鍋爐再熱汽溫預測模型在誤差補償系統的建設過程，需要對該系統的控制模型選擇為狀態空間模型，之后利用該模型直接通過選擇相應的參數預測其輸出量，由于煙氣擋板和再熱汽溫模型可以簡化為一階傳遞，此時針對該模型可以繼續由相關的狀態空間方程進行描寫，其中主要涉及的函數包括時間常數、滯后參數等，若滯后參數不為零時，采用預估補償思想對該模型進行建設。

三、火電廠鍋爐再熱汽溫的優化控制效果

（一）仿真處理方案

在仿真信息的處理過程，要根據該建設模式，采用MATLAB軟件對整個系統的相關物理模型進行建設，當然也可以采用其他的模式進行分析，而在具體的建設過程，要根據整個系統的控制理念選擇專業的電子器件，且這類電子器件的運行表現以及彼此間關系，可以直接根據已經設定的相關數據模型進行設定，并且進行程序編寫，之后設計溫度的變化曲線，以分析在不同的運行狀況下，該溫度變化曲線的最終對應參數，以及相關參數的具體處理成果，從而和最終所需要達成的控制效果進行對比。

（二）實際參數分析

從實際取得參數的分析效果上來看，一方面采用了這一新型的控制方式，無論是在最終結果取得方面還是在最終參數的分析方面，都相對于原有的PID控制系統具有了更高的運用優勢，另一方面在各類設施的后續使用過程，從相關分析結果的研究過程來說，最終取得的作用效果針對新的控制參數具有更高的運行顯著性增益效果，因此可以認為在當前的系統建設過程，相關信息的應用效果具有極高的優勢。

（三）最終結果取得

在最終結果地取得過程，可以認為由于當前的預測類函數模型在工作過程，可以實現所有運行狀態參數的預測和分析，并做出相對應的調整，因此可以認為在實際的工程項目管理和設計過程中，可以全面采用這一設計方案，對相關結果進行預先化的處理[3]。同時針對各類處理結果的后期利用效果以及相關方案的使用方法，也都可以根據設定方案的具體作用類型進行調整。

結論：綜上所述，火電廠鍋爐再熱汽溫調整系統的建設過程，傳統的PID控制系統具有超調量過大、控制時間較長等問題，在新的控制系統建設過程，要通過采用預測函數模型進行配置。要將整個系統分成不同的子系統并配置相關權重，以預測在今后一段時間內，該系統在溫度參數控制上所發生的變化，并且依托于這一變化參數進行調整。

參考文獻：

[1]鐘衛虎.火電廠鍋爐主再熱汽溫調整分析[J].科技資訊，2020，18（34）：58-59+62.

[2]李子蕭，陳軍，趙東華.基于多模型的再熱汽溫改進預測函數控制[J].工業控制計算機，2019，32（10）：13-15+18.

[3]趙東華，潘維加，劉攀，等.火電廠鍋爐再熱汽溫優化控制仿真[J].計算機仿真，2019，36（09）：142-146.