火电厂锅炉再热汽温优化控制分析

蔡欣

摘 要：火电厂锅炉再热汽温的被控对象运行中，具有高延时性、非线性化的特点，因此在具体的运行阶段，很容易导致在实际的系统处理和运行中，导致采取的火电厂锅炉再热汽温控制系统无法适应该系统的运行要求。基于对火电厂锅炉再热汽温现有控制模型的分析，本文指出了目前控制方案使用中存在的问题，在此基础上制定了火电厂锅炉再热汽温的优化方案。

关键词：火电厂;锅炉;再热汽温控制

引言：火电厂锅炉再热汽温的现有控制方案中，通常采用PID控制模式，该方法多年使用中在技术的使用方法上较为完善与优秀，不过该技术在当前的使用中，所存在的问题也日渐凸显，比如超调量过大、抗干扰能力日渐不足等，导致火电厂锅炉再热汽温控制效果较差。在今后的系统建设中，需要对火电厂锅炉再热汽温的优化控制方案进行重建。

一、火电厂锅炉再热汽温的控制方案

（一）控制原理

在目前的火电厂锅炉再热汽温控制系统中，广泛采用PID控制系统，实现对于所有参数的调整和归纳，该系统控制系统的运行原理是，通过采用汽温的测量装置，监控整个系统在当前的系统运行中的实际温度参数，之后通过信号放大器、控制中枢以及通信系统，把所有的这类参数都进行全面的对比和分析，之后将取得的所有控制指令向被控对象传递，从而让该项控制系统可以保证在运行过程，将最终实际生成的信号用于火电厂锅炉再热汽温的控制。对于被控对象，目前广泛采用喷水降温阀进行处理，其中PID控制系统在运行过程中，就明显可以采用该装置，自行控制喷水降温阀的运行状态，实现对火电厂锅炉再热汽温的控制。

（二）控制系统问题

在火电厂锅炉再热汽温控制系统的建设工程，当前该系统的实际运行阶段主要有三个问题。首先是系统的运行超调量过大，而超调量过大往往就意味着在整个自动控制系统的运行阶段，就需要消耗较长的时间，在控制系统阶段的控制时间较长，则在控制效果层面上，该问题会得到进一步地凸显[1]。其次是系统复杂度提高，虽然PID系统的运行中，整个系统较为简单，并且各类设施的使用数量较少，不过在火电厂锅炉再热汽温的控制中，当前对该参数的控制要求升高，其中必须要使用大量的其他类型的设施，使得PID控制系统的复杂度逐渐升高。最后是控制精度较低，基于PID控制原理的火电厂锅炉再热汽温调整系统运行中，系统的响应时间较长，从而导致该系统的控制误差过大，甚至可以达到8～10℃，使得控制效果极差。

二、火电厂锅炉再热汽温的优化控制方案

（一）控制函数设计

传统的PID控制模型会导致整个系统具有过高的超调量，并且在控制的效率参数相对较低，因此在新的控制函数设计中，要采取预测性的控制参数，对整个系统当前的运行状态和相关的参数进行对比和分析，之后根据今后一段时间内所预测取得的结果，对相关的系统运行参数进行进一步地调整。对于预测函数的建设过程，首先是需要全面分解整个火电厂锅炉再热汽温系统的各个空间，并且将整个空间设置为多个子空间，最终建立专用的运行模型，可以全面根据该子空间内的相关模型设计方案对整个控制器进行处理和调整。在控制过程中，要可以在被控制对象的动态特征发生变化时，实现对控制器的运行信号加权处置，之后可以得到相对应化结果。其次要根据各个子空间模型中所需要监测的数据以及各类数据的使用模式，对其作出进一步调整。最后是将所有的子系统进行相加处理，通过采用求和的模式，全面了解目前该系统可否满足运行控制需求，并发出相应的控制指令。

（二）核心控制器设计

在核心系统的设计中，由于已经开始采用预测控制模型进行系统运行状态的控制，并且具有了良好的控制效果，因此需要对该系统的实际算法、预测函数的使用模式以及相关的控制能力进行专项处理，之后才可以使得整个系统具有较高的抗干扰性能。在预测控制模型的建设和使用中，需要改善整个控制系统性能方面的相关参数，如果发现该参数具有较高的优越性时，需要对整个子系统进行进一步的分解。其中针对火电厂系统，对于被控的烟气挡板就需要根据其当前的实际运行状况对相关的参数作出调整，并且在具体的温度控制方面，要根据控制挡板调整汽温工况下的传递函数以及相对应的控制指令，通过使用整条流程实现对最终烟气温度的精准控制。

（三）参考参数处理

所谓的参考参数是指，要能够在预测函数的模式建设过程，根据相关的控制精度以及预测函数的运行原理设定不同的控制模型，同时针对该控制模型需要对整个系统进行结构化的处理，并且将数字信号引入到输出变化表现曲线，将其分解为若干个已经经过事先选定的函数指标[2]。通常情况下，需要根据被控对象的实际运行特性和参考轨迹，对预测函数的个数以及运行形式进行有序的选择，则在火电厂锅炉的实际工业生产中，要对电厂锅炉再热汽温模型，简化成一阶模型之后，可根据该系统的时间和管理对象非常曲线进行近似求取，因此在控制数系统中可以采用基于函数理论，对函数个数处理状态下的系统运行功能跟踪系统，之后根据该控制系统的输入模型直接设置相关矩阵，并对相关的矩阵进行加权处理。

（四）误差补偿处理

电厂的锅炉再热汽温预测模型在误差补偿系统的建设过程，需要对该系统的控制模型选择为状态空间模型，之后利用该模型直接通过选择相应的参数预测其输出量，由于烟气挡板和再热汽温模型可以简化为一阶传递，此时针对该模型可以继续由相关的状态空间方程进行描写，其中主要涉及的函数包括时间常数、滞后参数等，若滞后参数不为零时，采用预估补偿思想对该模型进行建设。

三、火电厂锅炉再热汽温的优化控制效果

（一）仿真处理方案

在仿真信息的处理过程，要根据该建设模式，采用MATLAB软件对整个系统的相关物理模型进行建设，当然也可以采用其他的模式进行分析，而在具体的建设过程，要根据整个系统的控制理念选择专业的电子器件，且这类电子器件的运行表现以及彼此间关系，可以直接根据已经设定的相关数据模型进行设定，并且进行程序编写，之后设计温度的变化曲线，以分析在不同的运行状况下，该温度变化曲线的最终对应参数，以及相关参数的具体处理成果，从而和最终所需要达成的控制效果进行对比。

（二）实际参数分析

从实际取得参数的分析效果上来看，一方面采用了这一新型的控制方式，无论是在最终结果取得方面还是在最终参数的分析方面，都相对于原有的PID控制系统具有了更高的运用优势，另一方面在各类设施的后续使用过程，从相关分析结果的研究过程来说，最终取得的作用效果针对新的控制参数具有更高的运行显著性增益效果，因此可以认为在当前的系统建设过程，相关信息的应用效果具有极高的优势。

（三）最终结果取得

在最终结果地取得过程，可以认为由于当前的预测类函数模型在工作过程，可以实现所有运行状态参数的预测和分析，并做出相对应的调整，因此可以认为在实际的工程项目管理和设计过程中，可以全面采用这一设计方案，对相关结果进行预先化的处理[3]。同时针对各类处理结果的后期利用效果以及相关方案的使用方法，也都可以根据设定方案的具体作用类型进行调整。

结论：综上所述，火电厂锅炉再热汽温调整系统的建设过程，传统的PID控制系统具有超调量过大、控制时间较长等问题，在新的控制系统建设过程，要通过采用预测函数模型进行配置。要将整个系统分成不同的子系统并配置相关权重，以預测在今后一段时间内，该系统在温度参数控制上所发生的变化，并且依托于这一变化参数进行调整。

参考文献：

[1]钟卫虎.火电厂锅炉主再热汽温调整分析[J].科技资讯，2020，18（34）：58-59+62.

[2]李子萧，陈军，赵东华.基于多模型的再热汽温改进预测函数控制[J].工业控制计算机，2019，32（10）：13-15+18.

[3]赵东华，潘维加，刘攀，等.火电厂锅炉再热汽温优化控制仿真[J].计算机仿真，2019，36（09）：142-146.