一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统的制作方法

本发明涉及锅炉汽包水位控制，具体涉及一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统。

背景技术：

1、三废流化混燃炉用于将合成氨生产中产生的造气炉渣、污泥、吹风气及合成驰放气三废为主要原料，生产压力3.82mpa、温度450℃的过热蒸汽。汽包水位是锅炉运行中一个关键参数，汽包水位的平稳、高低关系着锅炉是否能够安全运行，汽包水位控制的目的是要克服锅炉负荷变化所引起的“虚假水位”和各种干扰对水位的影响，确保汽包水位在允许范围内变化。三废流化混燃炉是一种全新的、独立的、专业化的工业锅炉，并不是对传统工业锅炉的改良，具有自身的特殊性和复杂性，如与传统锅炉不同的是三废流化混燃炉中一次风对蒸汽流量的作用同样影响着汽包水位，其汽包水位控制更加复杂。

2、传统锅炉汽包水位控制普遍采用串级三冲量控制系统，以液位控制作为主回路，给水流量控制作为副回路，汽包产汽量作为副回路的前馈控制，从原理上分析主、副回路参数整定独立，各变量都能得到控制。由于汽包水位系统具有非线性、不确定性、大时滞及负荷干扰等特性，且这些特性对于不同的汽包水位来说会因各种具体实际情况而呈现较大的差异，即使同一汽包水位也会在不同条件下产较大的差异，此时水位控制系统参数应随之进行相应调整，但在实际工况下，串级三冲量控制系统主、副回路的参数整定具有一定的关联性、要获得较好的参数匹配需要一定的时间且与整定人员的经验有关。

3、三废流化混燃炉自身的特殊性和复杂性会进一步扩大这种差异，特别是在开车阶段或是负荷小、波动频繁且幅度大的情况下，串级三冲量控制系统的参数整定、调整滞后，控制效果不是很好，单一的串级三冲量控制方法难以满足复杂多变的三废流化混燃炉汽包水位控制要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，解决现有控制系统存在滞后导致控制效果差的问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，其特征在于：包括改进型单级三冲量控制模块、串级三冲量控制模块、二选一输出模块、pid参数模糊整定模块、单/串级控制自动选择模块、给水调节输出模块，所述改进型单级三冲量控制模块输入端输入给水流量信号、蒸汽流量信号、汽包水位信号，改进型单级三冲量控制模块输出端分别与二选一输出模块、pid参数模糊整定模块的输入端信号连接；串级三冲量控制模块输入端输入给水流量信号、蒸汽流量信号、汽包水位信号，串级三冲量控制模块输出端分别与二选一输出模块、pid参数模糊整定模块的输入端信号连接；pid参数模糊整定模块输入端输入过程控制系统的实时及历史数据，pid参数模糊整定模块输出端分别与改进型单级三冲量控制模块、串级三冲量控制模块的输入端信号连接；二选一输出模块通过给水调节输出模块与锅炉给水调节阀。

3、更进一步的技术方案是所述改进型单级三冲量控制模块包括依次连接的乘法器1、加法器、二选一输出以及pid调节模块3，加法器还与乘法器2连接，乘法器1输入端输入运算方向-1、蒸汽流量信号、补偿系数，加法器输入端输入汽包水位信号，、二选一输出输入端输入汽包水位信号、单/三冲量选择信号，乘法器2输入端输入给水流量信号、补偿系数，pid调节模块3与二选一输出模块信号连接。

4、更进一步的技术方案是所述串级三冲量控制模块包括依次连接的乘法器3、pid调节模块1、pid调节模块2，乘法器3输入端输入蒸汽流量信号、补偿系数，乘法器3输出端与pid调节模块1的oa输出补偿信号连接，手/自动切换模块与pid调节模块1的swam手/自动信号连接，pid调节模块2的swam手/自动、swsv自/外给定选择均取反后与pid调节模块1的swtv输出跟踪开关信号连接，汽包水位信号输入至pid调节模块1的pv测量值端，给水流量信号输入至pid调节模块1的tv输出跟踪量端、pid调节模块2的pv测量值端，pid调节模块1mv输出值端与pid调节模块2的esv外给定输入端信号连接；pid调节模块2的mv输出值端与二选一输出模块信号连接。

5、更进一步的技术方案是所述二选一输出模块通过手/自动选择改进型单级三冲量控制模块、串级三冲量控制模块中的一种作为控制系统的输出。

6、更进一步的技术方案是所述pid参数模糊整定模块将过程控制系统的实时和历史数据进行提取，转化后得到模糊量，再经反模糊化得到精确量，经参数修正后输出。

7、与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，采用改进型单级三冲量控制模块和串级三冲量控制模块作为三废流化混燃炉汽包水位控制系统的基本控制模块，通过pid参数模糊整定模块对参数进行整定，通过二选一输出模块根据三废流化混燃炉负荷大小、负荷波动频繁程度及幅度大小手动/自动选择单/串级三冲量控制，以实现汽包水位的最优控制。

技术特征：

1.一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，其特征在于：包括改进型单级三冲量控制模块(1)、串级三冲量控制模块(2)、二选一输出模块(3)、pid参数模糊整定模块(4)、单/串级控制自动选择模块(5)、给水调节输出模块(6)，所述改进型单级三冲量控制模块(1)输入端输入给水流量信号、蒸汽流量信号、汽包水位信号，改进型单级三冲量控制模块(1)输出端分别与二选一输出模块(3)、pid参数模糊整定模块(4)的输入端信号连接；串级三冲量控制模块(2)输入端输入给水流量信号、蒸汽流量信号、汽包水位信号，串级三冲量控制模块(2)输出端分别与二选一输出模块(3)、pid参数模糊整定模块(4)的输入端信号连接；pid参数模糊整定模块(4)输入端输入过程控制系统的实时及历史数据，pid参数模糊整定模块(4)输出端分别与改进型单级三冲量控制模块(1)、串级三冲量控制模块(2)的输入端信号连接；二选一输出模块(3)通过给水调节输出模块(6)与锅炉给水调节阀。

2.根据权利要求1所述的一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，其特征在于：所述改进型单级三冲量控制模块(1)包括依次连接的乘法器1(7)、加法器(9)、二选一输出(10)以及pid调节模块3(12)，加法器(9)还与乘法器2(8)连接，乘法器1(1)输入端输入运算方向-1、蒸汽流量信号、补偿系数，加法器(9)输入端输入汽包水位信号，、二选一输出(10)输入端输入汽包水位信号、单/三冲量选择(11)信号，乘法器2(8)输入端输入给水流量信号、补偿系数，pid调节模块3(12)与二选一输出模块(3)信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，其特征在于：所述串级三冲量控制模块(2)包括依次连接的乘法器3(13)、pid调节模块1(15)、pid调节模块2(16)，乘法器3(13)输入端输入蒸汽流量信号、补偿系数，乘法器3(13)输出端与pid调节模块1(15)的oa输出补偿信号连接，手/自动切换模块(14)与pid调节模块1(15)的swam手/自动信号连接，pid调节模块2(16)的swam手/自动、swsv自/外给定选择均取反后与pid调节模块1(15)的swtv输出跟踪开关信号连接，汽包水位信号输入至pid调节模块1(15)的pv测量值端，给水流量信号输入至pid调节模块1(15)的tv输出跟踪量端、pid调节模块2(16)的pv测量值端，pid调节模块1(15)mv输出值端与pid调节模块2(16)的esv外给定输入端信号连接；pid调节模块2(16)的mv输出值端与二选一输出模块(3)信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，其特征在于：所述二选一输出模块(3)通过手/自动选择改进型单级三冲量控制模块(1)、串级三冲量控制模块(2)中的一种作为控制系统的输出。

5.根据权利要求1所述的一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，其特征在于：所述pid参数模糊整定模块(4)将过程控制系统的实时和历史数据进行提取，转化后得到模糊向量，再经反模糊化得到精确量，经参数修正后输出。

技术总结本发明公开了一种三废流化混燃炉汽包水位控制系统，涉及锅炉汽包水位控制技术领域。所述控制系统包括改进型单级三冲量控制模块、串级三冲量控制模块、二选一输出模块、PID参数模糊整定模块、单/串级控制自动选择模块、给水调节输出模块，采用改进型单级三冲量控制模块和串级三冲量控制模块作为三废流化混燃炉汽包水位控制系统的基本控制模块，通过PID参数模糊整定模块对参数进行整定，通过二选一输出模块根据三废流化混燃炉负荷大小、负荷波动频繁程度及幅度大小手动/自动选择单/串级三冲量控制，以实现汽包水位的最优控制。技术研发人员：刘燕江,李明,雷银贵,田龙,李高桥,苏红生,赵树红,王文,杨红军,杨忠亮,吴家伟,任建春受保护的技术使用者：云南云天化红磷化工有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/11