一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统及方法与流程

1.本发明涉及火力发电技术领域，特别涉及一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统及方法。


背景技术：

2.火力发电厂除氧器汽水系统升温过程在锅炉给水处理工艺中作为一个重要的环节，在机组启动除氧器汽水系统的投入过程中，整体升温过程具有滞后、时变、非线性及有一定控制难度风险等特点。
3.目前，大部分火电厂采用运行人员手动投入除氧器加热系统，由于运行人员的操作经验不同，直接影响除氧器加热系统投运时间，使机组启动时间延长；而少部分设计一键启停技术(aps)的火电厂采用基于时间开环控制投入除氧器加热系统，基于时间开环控制投入除氧器加热系统设置固定，唯一目的为实现一键启动除氧器加热系统，未在如何快速、安全、稳定投入除氧器加热方面考虑。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统及方法，该方法通过分析某电厂多次机组启动过程中，手动投入除氧器汽水系统的升温过程数据，完成完善构建研究所需的数据模型，并且分别对除氧器蒸汽加热控制阀指令专家曲线、除氧器温度升温专家曲线进行拟合，同时结合基于时间开环控制除氧器加热技术，对除氧器蒸汽加热控制阀指令及除氧器温度升温专家曲线进行优化调整，以完善组合控制算法融合控制策略。实现了除氧器汽水系统升温的全过程自动启动，同时解决了除氧器汽水系统在机组启动升温过程中存在的水冲击、加热效率低、耗时长等问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统，包括除氧器温度升温专家函数曲线f(x1)模块1、除氧器温度ai模块2、除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线f(x2)模块3、基于时间开环控制指令模块4、除氧器蒸汽加热控制阀反馈模块5、投入自动控制除氧器加热模块6、系数k模块7、减法模块8、乘法模块9、加法模块10、切换模块11、除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块12；
7.所述应用除氧器温度升温专家函数曲线f(x1)模块1与减法模块8的被减数端连接，除氧器温度ai模块2与减法模块8的减数连接，减法模块2输出与乘法模块9的乘数端连接，系数k模块7与乘法模块9的被乘数端连接，乘法模块9输出与加法模块10被加数端连接，除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线f(x2)模块3与加法模块10加数端连接，基于时间开环控制指令模块4与加法模块10加数端连接，加法模块10输出与切换模块11的p1端连接，除氧器蒸汽加热控制阀反馈模块5与切换模块11的p2端连接，投入自动控制除氧器加热模块6与切换模块11的s端连接，切换模块11输出与除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块12连
接。
8.所述系数k模块7的系数k根据现场实际情况实时调整，调整方向参考蒸汽参数，若蒸汽温度及压力高则k值调小，若蒸汽温度及压力偏低则k值调大。
9.所述除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块12输出端通过dcs卡件控制除氧器蒸汽加热控制阀。
10.一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统的方法，包括以下步骤；
11.步骤一：
12.通过分析多次手动启动除氧器的加热数据，拟合得到自变量为t的除氧器蒸汽加热控制阀指令的专家函数曲线及除氧器温度升温专家函数曲线；
13.步骤二：
14.通过投入自动控制除氧器加热开始计时，用t时刻除氧器温度升温专家函数曲线输出温度值减去t时刻除氧器温度再乘以系数，得到除氧器加热调节阀修正开度指令，并叠加在t时刻除氧器蒸汽加热控制阀指令专家曲线输出值及基于时间开环控制指令，最终得到除氧器蒸汽加热控制阀指令。
15.所述步骤一为获取多次手动启动除氧器加热数据，应用仿真拟合软件matlab(r2019b)得到除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线及除氧器温度升温专家函数曲线。
16.所述步骤二为应用在t时刻除氧器温度升温专家函数曲线输出值减去t时刻除氧器温度得到闭环修正量，再乘以系数k，得到最终根据实时温度修正的闭环修正量；
17.根据实时温度修正的闭环修正量加在t时刻除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线的输出值再加基于时间开环控制指令得到最终自动控制除氧器蒸汽加热控制阀指令。
18.本发明的有益效果：
19.本发明所述的一种基于数据模型控制除氧器系统自启动升温技术的方法在具体操作时，通过对多次除氧器汽水系统升温手动启动数据进行拟合得出除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线及除氧器温度升温专家函数曲线，再根据除氧器运行特性融合至控制策略中。在实际动态投入过程中，同比历次机组启动过程相关数据，在降低机组启动耗时，大量降低了油耗、水耗及煤耗指标，减少机组启动耗时，达到了节能增效及无人值守的目的，同时从根本上杜绝了由于人为操作不当等原因可能造成设备系统运行安全的风险。
20.本发明保证除氧器除盐水通过加热能达到更好的除氧效果，避免水中的氧气进入锅炉系统对设备造成热力腐蚀，同时达到锅炉水冷壁上水温度的要求。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图。
22.其中，1为除氧器温度升温专家函数曲线f(x1)模块、2为除氧器温度ai模块、3为除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线f(x2)模块、4为基于时间开环控制指令模块、5为除氧器蒸汽加热控制阀反馈模块、6为投入自动控制除氧器加热模块、7为系数k模块、8为减法模块、9为乘法模块、10为加法模块、11为切换模块、12为除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
24.参考图1，本发明所述的一种基于数据模型控制除氧器系统自启动升温技术的方法，包括除氧器温度升温专家函数曲线f(x1)模块1、除氧器温度ai模块2、除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线f(x2)模块3、基于时间开环控制指令模块4、除氧器蒸汽加热控制阀反馈模块5、投入自动控制除氧器加热模块6、系数k模块7、减法模块8、乘法模块9、加法模块10、切换模块11、除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块12。
25.通过采用matlab(r2019b)对多次手动除氧器升温启动过程数据汇总分析，分别得到蒸汽加热控制阀阀门开度(％)与除氧器系统温度(℃)随时间变化的具体点值范围，通过对点值范围进行数据分析和相应计算，继而通过进行曲线拟合，分别得到蒸汽加热控制阀阀门开度(％)与除氧器系统温度(℃)专家函数曲线方程。
26.所述应用除氧器温度升温专家函数曲线f(x1)模块1与减法模块8的被减数端连接，除氧器温度ai模块2与减法模块8的减数连接，减法模块2输出与乘法模块9的乘数端连接，系数k模块7与乘法模块9的被乘数端连接，乘法模块9输出与加法模块10被加数端连接，除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线f(x2)模块3与加法模块10加数端连接，基于时间开环控制指令模块4与加法模块10加数端连接，加法模块10输出与切换模块11的p1端连接，除氧器蒸汽加热控制阀反馈模块5与切换模块11的p2端连接，投入自动控制除氧器加热模块6与切换模块11的s端连接，切换模块11输出与除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块12连接。
27.所述系数k模块7的系数k根据现场实际情况实时调整，调整方向参考蒸汽参数，若蒸汽温度及压力高则k值调小，若蒸汽温度及压力偏低则k值调大。
28.所述除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块12输出端，通过dcs卡件控制除氧器蒸汽加热控制阀。
29.在投入自动控制除氧器加热模块6投入时，除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块12控制算法切换为本文所述方法。相反若不投入自动控制除氧器加热模块6，实际除氧器温度控制阀阀位指令的预设值跟踪除氧器温度控制阀阀位反馈。
30.除氧器温度调节指令输出端，通过dcs卡件控制除氧器蒸汽加热控制阀。

技术特征：
1.一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统，其特征在于，包括除氧器温度升温专家曲线f(x1)模块(1)、除氧器温度ai模块(2)、除氧器蒸汽加热控制阀指令专家线f(x2)模块(3)、基于时间开环控制指令模块(4)、除氧器蒸汽加热控制阀反馈模块(5)、投入自动控制除氧器加热模块(6)、系数k模块(7)、减法模块(8)、乘法模块(9)、加法模块(10)、切换模块(11)、除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块(12)；所述应用除氧器温度升温专家函数曲线f(x1)模块(1)与减法模块(8)的被减数端连接，除氧器温度ai模块(2)与减法模块(8)的减数端连接，减法模块(2)输出与乘法模块(9)的乘数端连接，系数k模块(7)与乘法模块(9)的被乘数端连接，乘法模块(9)输出与加法模块(10)被加数端连接，除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线f(x2)模块(3)与加法模块(10)加数端连接，基于时间开环控制指令模块(4)与加法模块(10)加数端连接，加法模块(10)输出与切换模块(11)的p1端连接，除氧器蒸汽加热控制阀反馈模块(5)与切换模块(11)的p2端连接，投入自动控制除氧器加热模块(6)与切换模块(11)的s端连接，切换模块(11)输出与除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块(12)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统，其特征在于，所述系数k模块(7)的系数k根据现场实际情况实时调整，调整方向参考蒸汽参数，若蒸汽温度及压力高则k值调小，若蒸汽温度及压力偏低则k值调大。3.根据权利要求1所述的一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统，其特征在于，所述除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块(12)输出端通过dcs卡件控制除氧器蒸汽加热控制阀。4.基于权利要求1所述的一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统的方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一：通过分析多次手动启动除氧器的加热数据，拟合得到自变量为t的除氧器蒸汽加热控制阀指令的专家函数曲线及除氧器温度升温专家函数曲线；步骤二：通过投入自动控制除氧器加热开始计时，用t时刻除氧器温度升温专家函数曲线输出温度值减去t时刻除氧器温度再乘以系数，得到除氧器加热调节阀修正开度指令，并叠加在t时刻除氧器蒸汽加热控制阀指令专家曲线输出值及基于时间开环控制指令，最终得到除氧器蒸汽加热控制阀指令。5.根据权利要求4所述的一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统的方法，其特征在于，所述步骤一为获取多次手动启动除氧器加热数据，应用仿真拟合软件得到除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线及除氧器温度升温专家函数曲线。6.根据权利要求4所述的一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统的方法，其特征在于，所述步骤二为应用除氧器温度升温专家函数曲线减去除氧器实际温度得到闭环修正量，再乘以系数k，得到最终根据实时温度修正的闭环修正量；根据实时温度修正的闭环修正量加除氧器蒸汽加热控制阀指令专家线加基于时间开环控制指令，得到最终自动控制除氧器蒸汽加热控制阀指令。
技术总结
一种基于数据模型控制除氧器自启动的升温系统及方法，包括除氧器温度升温专家曲线模块，除氧器温度升温专家函数曲线模块与减法模块连接，除氧器温度AI模块与减法模块连接，减法模块输出与乘法模块连接，系数k模块与乘法模块连接，乘法模块输出与加法模块连接，除氧器蒸汽加热控制阀指令专家函数曲线模块与加法模块连接，基于时间开环控制指令模块与加法模块连接，加法模块输出与切换模块连接，除氧器蒸汽加热控制阀反馈模块与切换模块连接，投入自动控制除氧器加热模块与切换模块连接，切换模块输出与除氧器蒸汽加热控制阀指令输出模块连接。本发明大量降低了油耗、水耗及煤耗指标，减少机组启动耗时，达到了节能增效及无人值守的目的。人值守的目的。人值守的目的。


技术研发人员：辛志波 谭祥帅 李昭 宋晓辉 陈辰 刘世雄 王涛 寇林 谈博
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：2021.03.26
技术公布日：2021/6/29