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应用案例

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案例三

        在电厂AECS-2000 MANTRA可以用来为优化热电生产而设计先进控制应用方案。MANTRA系统与电厂测量和控制系统一体化应用,可以执行发电机组的所有过程控制逻辑。也可用于相关的运行连锁。除了这些一般的应用外,在一些特定领域应用MANTRA先进技术过程模块可以使控制过程获得极大的改善。MANTRA先进控制工具模块帮助优化和控制复杂的控制过程,可在稳定主蒸汽压力的同时,通过对锅炉和汽轮机蒸汽负荷的分配以及锅炉燃烧过程的优化达到效益最大化。下面我们推荐几个面向电厂的典型应用案例:
CC协调控制模块可以很好的解决再热蒸汽温度控制
CC—协调控制:用来调节三个控制器的输出完成对某一个过程变量的控制。使用CC模块的目的有两个:首先,它排除了过程的干扰;其次,优化三个控制器的输出以达到长时间的稳态控制。
        合理调节再热蒸汽温度的过程量可以减少机组热耗率和中、低压缸的热应力。控制再热蒸汽温度的调节量有: (1)燃料喷嘴角度 (2)主汽/再热蒸汽烟气挡板开度 (3) 再热器减温水量。再热蒸汽具有不同的动态和延迟特性。现在的控制方法是用一个单一的PID回路去调节再热蒸汽温度,主要是通过调节一个操作变量而其它的操作变量处于手动状态;还有一些略有改进的控制逻辑可能会使用几个的PID回路来调节这些操作量,使用单回路PID控制块不能对这些调节量进行合理的协调。
       当再热蒸汽温度受到更多与主汽温度相关因素干扰时,使用目前的控制方法得到的效果却往往并不好。 MANTRA 协调控制CC1x3先进的技术在融合所有相关动态状况后去驱动多个的操作量来实现调节再热蒸汽温度。在这个MANTRA应用中,再热蒸汽温度的测量值作为CC1x3 功能块的输入值(PV)。CC1x3 功能块中的输出值CO1、CO2、CO3被用于调节燃料喷嘴角度,过热器/再热器烟气挡板开度和再热器减温水量。
       
MMC多变量解耦控制模块解决电厂机组协调控制
MMC—多变量解耦控制:可按照生产计划对电厂机组运行过程实施控制,调节三个控制器的输出来控制两个相互作用的过程变量。MMC考虑到了多个过程变量和控制器输出之间的干扰,消除了他们之间的耦合,该控制器是模块化的,在监测机组运行的同时,并不断地对运行过程进行优化。当某些控制器输出置于手动控制下时不干扰其他过程变量。
       发电机组主要调节的过程变量是:(1)发电负荷(2)主汽压力。调节这些过程变量的控制量主要有锅炉燃烧率和汽轮机主汽门开度。 现在一般采用协调控制,即用锅炉主控和汽机主控两套独立的PID来分别调节锅炉燃烧率和汽轮机主汽门开度, 负荷偏差和主汽压力偏差的线性组合分别用作锅炉和汽机主控PIDs 的输入值。但由于控制器的输出比较少,并不能明显减少过程变量和控制器之间的干扰,对锅炉燃烧率和汽轮机主气门开度的调节效果往往不佳。
      AECS-2000  MANTRA 先进的模块化多变量模型预测控制可用来调节锅炉和汽轮机的主控以及根据负荷和主气压力偏差的线性组合来合理调节负荷和主汽压力,减少过程变量和控制器输出之间的干扰,消除了他们之间的耦合,使发电机组处于最佳的运行状态。下面便是一个在机组运行中的简单MANTRA MMC1x3配置:
        
 
IMC内模控制模块帮助解决电厂主汽温度控制难题
IMC—内模控制:实际上一个实时的机组运行过程控制模块,通过调节一个控制器的输出来控制某一单个过程变量(类似于PID空中模块)。尤其当过程存在一个大的时滞时,通过由过程变量和设定值与过程内模的输出比较所计算出的误差信号,IMC可以提供预测控制,可大大提高控制质量。   
       在电厂生产过程中维持主汽温度的稳定极大地影响了机组的安全运行。稳定的主汽温度,特别是在机组负荷变动的情况下,较高的主汽温度会提高机组效率,同时稳定的蒸汽温度也降低了汽机设备上的热应力。
       对于直流锅炉的主汽温度控制主要调节的参数是:(1)煤水比 (2)过热器减温水量。MANTRA系统的IMC把水冷壁出口温度作为输入值,并把机组负荷调节指令和水冷壁出口温度等主要指标作为下一级CC模块的前馈补偿,对主汽温度实时监控并及时进行调整,减少了不同的运行方式和各种干扰因素,大大优化了机组的运行过程,减少了机组的热耗率和维护费用。下面就是一个用MANTRA控制气温的典型例子: