锅炉给水自动加氨装置及灰色预测前馈PID控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112361322A(43)申请公布日2021.02.12(21)申请号202011166099.4(22)申请日2020.10.27(71)申请人西安热工研究院有限公司地址710048陕西省西安市碑林区兴庆路136号(72)发明人谢宙桦黄万启张洪博郭焱刘涛张瑞刘铁勇齐超(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人马贵香(51)Int.Cl.F22D5/34(2006.01)F22D11/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称锅炉给水自动加氨装置及灰色预测前馈PID控制方法(57)摘要本发明公开了一种锅炉给水自动加氨装置及灰色预测前馈PID控制方法，装置包括：PLC控制器，与氨混合罐连通的除盐水管道和氨气管道，与锅炉给水系统的省煤器入口连通的第一管路，及与锅炉给水系统的凝结水母管连通的第二管路；所述氨气管道上依次设置有氨气一次截止阀、凝结水加氨电动调节阀、氨气止回阀和氨气二次截止阀；所述氨混合罐底部通过管道连通凝结水加氨点，管道上设置有凝结水加氨泵；所述第一管路上设置有省煤器入口pH传感器，第二管路上设置有凝结水流量计；PLC控制器连接凝结水加氨电动调节阀、凝结水加氨泵、省煤器入口pH传感器和凝结水流量计。该装置保证了省煤器入口pH的稳定性，即满足水汽系统对锅炉给水pH的控制要求。CN112361322ACN112361322A权利要求书1/2页1.一种锅炉给水自动加氨装置，其特征在于，包括：PLC控制器，与氨混合罐连通的除盐水管道和氨气管道，与锅炉给水系统的省煤器入口连通的第一管路，及与锅炉给水系统的凝结水母管连通的第二管路；所述氨气管道上依次设置有氨气一次截止阀、凝结水加氨电动调节阀、氨气止回阀和氨气二次截止阀；所述氨混合罐底部通过管道连通凝结水加氨点，管道上设置有凝结水加氨泵；所述第一管路上设置有省煤器入口pH传感器，第二管路上设置有凝结水流量计；PLC控制器连接凝结水加氨电动调节阀、凝结水加氨泵、省煤器入口pH传感器和凝结水流量计。2.根据权利要求1所述的一种锅炉给水自动加氨装置，其特征在于，所述PLC控制器包括灰色预测模块，所述灰色预测模块用于将省煤器入口的pH实际值进行预测，得出省煤器入口的pH的变化趋势，同时使用凝结水流量作为前馈PID算法的前馈值。3.根据权利要求1所述的一种锅炉给水自动加氨装置，其特征在于，所述凝结水加氨泵入口和出口的管道上分别设置凝结水加氨泵入口截止阀和凝结水加氨泵出口截止阀。4.根据权利要求1所述的一种锅炉给水自动加氨装置，其特征在于，所述除盐水管道上依次设置有除盐水一次截止阀、除盐水二次截止阀。5.根据权利要求1所述的一种锅炉给水自动加氨装置，其特征在于，还包括触摸显示屏，所述PLC控制器连接触摸显示屏。6.根据权利要求1所述的一种锅炉给水自动加氨装置，其特征在于，还包括并联在凝结水加氨电动调节阀两端的凝结水加氨电动调节阀旁路阀，凝结水加氨电动调节阀旁路阀用于手动向氨混合罐中通入氨气。7.一种锅炉给水自动加氨装置的灰色预测前馈PID控制方法，其特征在于，包括以下步骤：设置省煤器入口pH期望值，启动凝结水加氨泵；将省煤器入口的pH采样值经过灰色预测模块预测处理后，得到省煤器入口pH的预测值，提前与省煤器入口pH的期望值进行比较，将差值和凝结水流量送入前馈PID控制器进行运算，其中凝结水流量信号作为前馈值，得到此时凝结水加氨氨气电动调节阀所需的开度指令，根据开度指令控制省煤器入口pH达到期望值。8.根据权利要求7所述锅炉给水自动加氨装置的灰色预测前馈PID控制方法，其特征在于，所述灰色预测模块预测处理步骤如下：S1确定灰色模型类型GM(1,1),具体表达式如下：其中x为省煤器入口pH采样值，而待辨识参数为发展系数a和灰作用量u；S2省煤器入口pH采样值数据处理采集后处理的非负数据序列为：(0)(0)(0)(0)Txn＝[x(1),x(2),x(3)Kx(n)]其中，n是灰色预测模型的维数；对以上数据进行累加：x(1)＝[x(1)(1),x(1)(2),x(1)(3)Kx(1)(n)]T2CN112361322A权利要求书2/2页其中，S3构造省煤器入口pH采样值数据背景向量和数据矩阵y＝[x(0)(2),x(0)(3)Kx(0)(n)]TS4GM辨识参数使用最小二乘法，得出GM(1,1)模型的两个参数为：[a,u]T＝(BTB)-1BTyS5通过辨识所得参数，得出时域的响应模型为：S6将时域响应模型离散化后得到：S7对预测的省煤器入口pH数据进行还原将预测出的省煤器入口pH数据进行累减，得到原始的预测值：9.根据权利要求8所述锅炉给水自动加氨装置的灰色预测前馈PI