1.本实用新型涉及火电机组的汽包压力自动控制领域，具体涉及一种火电机组汽包压力预测控制系统。


背景技术：

2.作为火电机组的核心控制系统，锅炉控制系统的控制品质对于燃煤机组的稳定、安全以及高效运行起到关键性作用。由于锅炉的燃烧过程存在有大惯性、强耦合等特点，这导致该系统当前的pid闭环控制策略存在算法缺陷，因此会造成主蒸汽压力波动大的问题无法从根本上避免。
3.随着电力市场的不断改革以及风电、水电等新能源发电机组在电网的占比不断提高，国家对火电机组的考核要求将会日趋严格。在煤种复杂多变的当前环境条件下，提高燃烧品质，维持主蒸汽压力的稳定已成为火电机组当前需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提出了一种火电机组汽包压力预测控制系统，该系统能够通过燃烧过程提前表征汽包压力变化趋势，进而采取有效措施抑制主蒸汽压力波动，提高机组燃烧控制品质。
5.为达到上述目的，本实用新型所述的火电机组汽包压力预测控制系统包括重量变送器、转速变送器、机前压力变送器、模型拟合系统、分散控制系统、乘法器、第一加法器及第一超前滞后算法器；
6.重量变送器安装在磨煤机皮带吊轨上，转速变送器安装在磨煤机皮带传动轮齿轮箱上，机前压力变送器安装在主蒸汽管道上，重量变送器的输出端和转速变送器的输出端与乘法器的入口相连接，乘法器的出口与模型拟合系统的输入端相连接，机前压力变送器的输出端与第一超前滞后算法器的输入端相连接，模型拟合系统的输出端和第一超前滞后算法器的输出端与第一加法器的输入端相连接，第一加法器的输出端与分散控制系统相连接。
7.所述模型拟合系统包括超前滞后算法器、超前滞后算法器、超前滞后算法器、超前滞后算法器以及第二加法器，其中，超前滞后算法器的输入端与乘法器的输出端相连接，超前滞后算法器的输入端与超前滞后算法器的输出端相连接，超前滞后算法器的输入端与超前滞后算法器的输出端相连接，超前滞后算法器的输入端与超前滞后算法器的输出端相连接，超前滞后算法器的输出端、超前滞后算法器的输出端、超前滞后算法器的输出端及超前滞后算法器的输出端分别与第二加法器的输入端相连接，第二加法器的输出端与加法器的输入端相连接。
8.本实用新型具有以下有益效果：
9.本实用新型所述的火电机组锅炉汽包压力预测控制系统在具体操作时，当入炉煤质发生较大变化时，第一加法器输出的汽包压力预测值会提前升高或下降，以表明锅炉能
量供需关系产生了变化，通过分散控制系统将汽包压力预测值进行显示，可提示运行人员提前进行加减煤量操作，以维持炉膛燃烧状态的稳定。
附图说明
10.图1为本实用新型的结构示意图。
11.图2为本实用新型中模型拟合系统4的结构示意图。
12.其中，1为重量变送器、2为转速变送器、3为机前压力变送器、4 为模型拟合系统、5为分散控制系统、6为乘法器、7为第一加法器、8 为超前滞后算法器、41为前滞后算法器、42超前滞后算法器、43为超前滞后算法器、44位超前滞后算法器、45为第二加法器。
具体实施方式
13.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
14.参考图1及图2，本实用新型所述的火电机组汽包压力预测控制系统包括重量变送器1、转速变送器2、机前压力变送器3、模型拟合系统 4、分散控制系统5、乘法器6、第一加法器7及第一超前滞后算法器8；重量变送器1安装在磨煤机皮带吊轨上，转速变送器2安装在磨煤机皮带传动轮齿轮箱上，机前压力变送器3安装在主蒸汽管道上，重量变送器1的输出端和转速变送器2的输出端与乘法器6的入口相连接，乘法器6的出口与模型拟合系统4的输入端相连接，机前压力变送器3的输出端与第一超前滞后算法器8的输入端相连接，模型拟合系统4的输出端和第一超前滞后算法器8的输出端与第一加法器7的输入端相连接，第一加法器7的输出端与分散控制系统5相连接。
15.所述模型拟合系统4包括第二超前滞后算法器41、第三超前滞后算法器42、第四超前滞后算法器43、第五超前滞后算法器44以及第二加法器45，其中，第二超前滞后算法器41的输入端与乘法器6的输出端相连接，第三超前滞后算法器42的输入端与第二超前滞后算法器41的输出端相连接，第四超前滞后算法器43的输入端与第三超前滞后算法器 42的输出端相连接，第五超前滞后算法器44的输入端与第四超前滞后算法器43的输出端相连接，第二超前滞后算法器41的输出端、第三超前滞后算法器42的输出端、第四超前滞后算法器43的输出端及第五超前滞后算法器44的输出端分别与第二加法器45的输入端相连接，第二加法器45的输出端与第一加法器7的输入端相连接。
16.本实用新型的具体工作过程为：
17.通过重量变送器1和转速变送器2分别实时测量皮带煤量和皮带转速，并分别将检测量传入乘法器6中相乘，并将相乘的作为瞬时总煤量；然后将瞬时总煤量送入模型拟合系统4中完成汽包压力拟合主值；通过机前压力变送器3实时测量机前压力，并将检测量传入超前滞后算法器 8中，通过第一超前滞后算法器8计算汽包压力修正值；第一加法器7 将模型拟合系统4输出的汽包压力拟合主值与超前滞后算法器8输出的汽包压力修正值相加，然后将相加的结果作为汽包压力预测值，然后将汽包压力预测值送入到分散控制系统5中进行显示。
18.将乘法器6输出的瞬时总煤量送入第二超前滞后算法器41中完成一阶惯性计算，再将一阶惯性计算结果送入第三超前滞后算法器42中完成二阶惯性计算，然后将二阶惯性计算结果送入第四超前滞后算法器43 中完成三阶惯性计算，随后将三阶惯性计算结果送
入第五超前滞后算法器44中完成四阶惯性计算；最后将一阶惯性计算结果、二阶惯性计算结果、三阶惯性计算结果以及四阶惯性计算结果分别送入第一加法器45 中进行相加，然后将相加的结果作为汽包压力拟合主值。需要说明的是，本实用新型中各计算过程均为常规技术，本实用新型的发明点在于将现有的模块进行集成。
19.当机组入炉煤质发生较大变化时，第一加法器7输出的汽包压力预测值会提前升高或下降，以表明锅炉能量供需关系产生了变化，通过分散控制系统5将汽包压力预测值进行显示，可提示运行人员提前进行加减煤量操作，以维持炉膛燃烧状态的稳定。


技术特征：
1.一种火电机组汽包压力预测控制系统，其特征在于，包括重量变送器(1)、转速变送器(2)、机前压力变送器(3)、模型拟合系统(4)、分散控制系统(5)、乘法器(6)、第一加法器(7)及第一超前滞后算法器(8)；重量变送器(1)安装在磨煤机皮带吊轨上，转速变送器(2)安装在磨煤机皮带传动轮齿轮箱上，机前压力变送器(3)安装在主蒸汽管道上，重量变送器(1)的输出端和转速变送器(2)的输出端与乘法器(6)的入口相连接，乘法器(6)的出口与模型拟合系统(4)的输入端相连接，机前压力变送器(3)的输出端与第一超前滞后算法器(8)的输入端相连接，模型拟合系统(4)的输出端和第一超前滞后算法器(8)的输出端与第一加法器(7)的输入端相连接，第一加法器(7)的输出端与分散控制系统(5)相连接。2.根据权利要求1所述的一种火电机组汽包压力预测控制系统，其特征在于，所述模型拟合系统(4)包括第二超前滞后算法器(41)、第三超前滞后算法器(42)、第四超前滞后算法器(43)、第五超前滞后算法器(44)以及第二加法器(45)，其中，第二超前滞后算法器(41)的输入端与乘法器(6)的输出端相连接，第三超前滞后算法器(42)的输入端与第二超前滞后算法器(41)的输出端相连接，第四超前滞后算法器(43)的输入端与第三超前滞后算法器(42)的输出端相连接，第五超前滞后算法器(44)的输入端与第四超前滞后算法器(43)的输出端相连接，第二超前滞后算法器(41)的输出端、第三超前滞后算法器(42)的输出端、第四超前滞后算法器(43)的输出端及第五超前滞后算法器(44)的输出端分别与第二加法器(45)的输入端相连接，第二加法器(45)的输出端与第一加法器(7)的输入端相连接。

技术总结
本实用新型公开了一种火电机组汽包压力预测控制系统，包括重量变送器、转速变送器、机前压力变送器、模型拟合系统、分散控制系统、乘法器、加法器以及超前滞后算法器；重量变送器和转速变送器的出口与乘法器相连，乘法器的出口与模型拟合系统相连，机前压力变送器的出口和超前滞后算法器相连，超前滞后算法器的出口、模型拟合系统的出口和加法器的入口相连，加法器的出口与分散控制系统相连接，该系统能够有效克服入炉煤质变化引起的燃烧过程失调，从而避免主蒸汽压力波动。从而避免主蒸汽压力波动。从而避免主蒸汽压力波动。


技术研发人员：郭亦文 耿林霄 王林 高林 周俊波 王明坤 侯玉婷
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2020.10.28
技术公布日：2021/10/23