火电厂锅炉主汽温控制策略的比较研究

孙成龙，赵景波，胡春霞

（青岛理工大学 自动化工程学院，山东 青岛266033）

锅炉的主蒸汽温度与火电厂的经济性和安全性有重要的关系，是火电厂的一个极其重要的参数，其控制的好坏直接影响到电厂的整个经济效益。主蒸汽温度的控制任务是：(1)维持主蒸汽温度在允许的范围之内。对于亚临界机组的主蒸汽温度为540℃±10℃，长期运行应控制在540℃±5℃，对于超临界及超临界主蒸汽温度控制在(540℃～610℃)±10℃，长期运行应控制在(540℃～610℃)±5℃；(2)保护过热器，使其管壁不超过允许的工作温度。气温过高，会烧毁过热器的高温段，气温每降5℃，热经济性下降1%，气温偏低会使蒸汽机尾部蒸汽湿度增大甚至带水，严重影响汽机的安全运行。

影响主汽温的扰动因素很多，主要有蒸汽量扰动、烟气量扰动和减温水量扰动。而对主汽温的控制策略通常有两种：

(1)在火电厂实际生产过程中,针对主汽温控制是一个存在大时滞、时变性、大干扰、具有不确定性和非线性的复杂热工对象，常规气温控制系统设计为串级PID控制，如图1所示。

图1 主汽温串级控制框图

其中，r为主汽温设定值，G1(s)、G2(s)分别为控制系统对象的导前区和惰性区的传递函数，M1、M2分别为副变送器和主变送器传递函数。

(2)利用神经网络的非线性特性和不依赖于对象精确模型的优点，对主汽温的控制方案加入BP神经网络，搭建成基于BP神经网络的PID控制系统，用以完成对锅炉主汽温的控制。该方案如图2所示。

图2 主汽温基于BP神经网络的PID控制框图

在传统PID的基础上增加了一个BP神经网络，用神经网络在线实时输出PID的比例、积分和微分三个参数。……