0 前言
在生產過程中煤炭企業很有可能造成很多的加熱爐和焦爐煤氣。為了更好地減少公司的整體耗能和物料消耗，減少空氣污染，有一些煤炭企業逐漸運用這種副產物混和液化氣發展趨勢天然氣－蒸氣協同循環系統發電量工程項目。因為混和液化氣的易燃物成分少、發熱量低、點燃特性差，燃機對混和液化氣的工作壓力操縱規定非常高。能不能完成混和液化氣的穩壓管操縱，成發電量工程項目能不能正常的運轉的重要。但是，混和燃氣管工作壓力系統軟件是一個振蕩強烈、最優控制、容積落后比較大的系統軟件，選用單控制回路自動控制系統難以達到燃機對混和液化氣工作壓力操縱的規定。
對于某煤炭企業大流量（5.4×104 m3/h）混和液化氣系統軟件工作壓力起伏幅度值大，造成發電機設備關機的問題，文中明確提出根據液壓推桿調節閥門對混和液化氣開展串級穩壓管操縱。
1 液壓推桿調節閥門控混和液化氣系統軟件基本原理
液壓推桿調節閥門控混和液化氣系統軟件的工作原理如下圖1所顯示，運行液壓油泵，并使二位二通液壓換向閥1的電磁線圈插電，這時全部液壓傳動系統工作中在調節的工作壓力下，調整調速閥2可以更改液壓傳動系統的壓力。液壓推桿占比角度閥依據工控電腦傳出的數據信號標記與尺寸明確液壓油缸活塞桿的運動方位和偏移量，調節調整調節閥門張口的尺寸，平穩混和液化氣工作壓力。為了更好地解決發電量當場有可能產生的各種各樣緊急狀況，電磁換向閥6用以完成液壓推桿調節閥門迅速關掉或打開的緊急作用。手動式液壓換向閥8用以完成調節閥門的機械臂輪的降權實際操作。
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圖1 液壓推桿調節閥門控混和液化氣系統軟件
1 二位二通電磁換向閥；2 調速閥；3 液壓推桿占比角度閥；4 節流閥；5 儲能器；
6 三位四通電磁換向閥；7 單向節流閥；8 手動式液壓換向閥；9 液壓油缸；10 調節閥
2 混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件
混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件的構造如下圖2所顯示，混和液化氣Go1（s）為主導目標，調節閥門的推動閥座Go2（s）為副目標，混和液化氣的工作壓力y1為主導被測自變量，推動閥座偏移y2為副被測自變量，Gc1（s）為主導控制板，Gc2（s）為副控制器，Gv（s）為調節閥開環傳遞函數，Gm1（s）為壓力檢測變送器階段開環傳遞函數，Gm2（s）為偏移檢驗變送器階段開環傳遞函數，f1為功效在主目標上的一次振蕩，f2為功效在副目標上的二次振蕩。主被測自變量和副被測自變量各自根據主控制板和副控制器組成外環線和內環線。主被測自變量y1的額定值r1依據氣輪機的工作壓力規定設置后保持一致，因此外環線是一個恒值自動控制系統，而副控制板的已知值r2由主控制板的導出給予，隨主控制板導出轉變而變化，因此內環線是一個轉向自動控制系統。
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圖2 混和液化氣穩壓管串級控制體系結構
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2.1 抗干擾能力能
由圖2得知，混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件內環線二次振蕩安全通道的開環傳遞函數為
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當混和液化氣的穩壓管選用單控制回路自動控制系統時，因為并沒有內環線，其二次振蕩安全通道開環傳遞函數為
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因而，在混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件中，進到內環線的振蕩可等效電路為選用單控制回路自動控制系統時需進到振蕩的1/（1 Gc2（s）Gv（s）Go2（s）Gm2（s）），靜態數據時，其數值1/（1 Kc2KvKo2Km2）。式中：Kc2，Kv，Ko2，Km2各自為相匹配部分的增益值。因為穩壓管串級控制系統軟件的內環線為反饋電路，依據反饋電路自動控制系統規則得知Kc2KvKo2Km2>0，因此，振蕩進到串級控制系統軟件內環線的等效值縮小了，即自動控制系統能快速擺脫進到內環線的振蕩，如調節閥門閥座與密封填料中間的摩擦力所致使的過流保護，不一樣行程安排時混和液化氣功效在調節閥門閥心的不平衡感轉變等。
2.2 適應力
混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件內環線的開環傳遞函數為
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將 Gc2（s）=Kc2，Gv（s）=Kv，Gm2（s）=Km2，Go2（s）=Ko2/（To2s 1）帶入式（3）并化簡后得
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式中：
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內環線增益值對調節閥和副被測目標的敏感度各自為
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因為單控制回路自動控制系統增益值對調節閥和副被測目標的敏感度各自為Kc2 Ko2，Kc2 Kv，故內環線增益值對內環線各過程的敏感度減少到合閉產生內環線前的1/（1 Kc2 Kv Ko2 Km2）2，這說明內環線各階段主要參數變動對內環線增益值的危害并不大。因而，混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件容許內環線各階段特點在一定區域內變化，而不危害所有體系的調節質量，即系統軟件具備不錯的自適應力，對負載轉變和目標主要參數改變的適應能力提高，有利于消弱內環線前向安全通道包括的線性特點對混和液化氣操縱的危害。
除此之外，因為內環線等效電路穩態值T內為To2的1/（1 Kc2 Kv Ko2 Km2），有益于擴大與主目標穩態值之差，依據控制理論中的分開基本原理，假如一個系統軟件帶有好幾個穩態值，則這種穩態值彼此之間之差越大系統軟件就越平穩。在保證同樣可靠性的前提下，混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件容許主控制板的占比帶可以更小一些，進而可以進一步提高對系統混和液化氣的調整速率，改進系統的信息反應特點。
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3 模擬仿真與剖析
正常的發電量時，圖1中電磁換向閥1，6和手動式液壓換向閥8處在關掉情況，儲能器5充斥著液后將長期保持情況。因而，模型模擬仿真時可省去電磁換向閥1及其用以緊急作用和機械臂輪降權實際操作的構件，關鍵剖析泵、調速閥、液壓推桿占比角度閥、液壓油缸、調節閥及其混和液化氣中間的信息關聯。圖3為運用AMESim創建的混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件物理學模型仿真。與調節閥門執行器剛性連接的活動構件總品質集中化于品質元器件M上，執行器磨擦特點也根據M增加。除滑動摩擦力、調節閥閥心不平衡感外，其他功效于執行器負荷根據力變換模塊F增加。
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圖3 混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件物理學模型仿真
氣輪機正常的發電量時對混和液化氣的工作壓力規定為（2.35±0.3）MPa，混和液化氣工作壓力從0MPa升到正常的發電量工作壓力的調整時長需低于3s。模擬仿真中操縱數據信號設置為2.35MPa，為了更好地認證控制系統的實效性，在模擬的第10s增加一個延續時間為2s的一次階躍振蕩，在模擬的第20s增加一個延續時間為2s的二次階躍振蕩，品質元器件M的品質為50kg，黏性摩擦因數為0.5，風速因素為0.5，庫倫滑動摩擦力為500N，滾動摩擦力為550N，力變換模塊F的力為-20kN，制冷壓縮機出入口工作壓力為3MPa。圖4和圖5為在振蕩功效下各自選用串級控制和單電路操縱的混和液化氣穩壓管系統軟件的回應曲線圖。串級控制回應的開環增益為6%，調整時長為2.3s，一次振蕩下混和液化氣工作壓力的最高誤差為0.25MPa，二次振蕩下混和液化氣工作壓力的最高誤差為0.2MPa。單電路操縱反應的開環增益為20%，調整時長為4.2s，一次振蕩下混和液化氣工作壓力的最高誤差為0.51MPa，二次振蕩下混和液化氣工作壓力的最高誤差為0.5MPa。
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模擬仿真數據顯示，單控制回路自動控制系統的各種性能參數并無法充分達到氣輪機的規定，將危害發電機設備的正常的運作。這與某煉鋼廠在具體發電量全過程經常會出現因為混和液化氣工作壓力變化過大而導致發電機設備關機的狀況相符合。串級控制對液化氣穩壓管系統軟件的信息特點改進顯著，對振蕩可以做到比較好的控制實際效果，達到氣輪機對混和液化氣穩壓管系統軟件的調節規定。
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圖4 串級控制回應曲線圖
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圖5 單電路操縱回應曲線圖
4 結果
1）共振原理是串級控制系統軟件的本身特點，為了防止混和液化氣穩壓管串級控制系統軟件發生共震，內環線各過程的增益值挑選需與控制目標的穩態值配對。
2）串級控制系統軟件與此同時具備恒值自動控制系統和轉向自動控制系統的特性，內環線對振蕩開展粗調，外環線對振蕩開展細調。模擬仿真結果顯示，混和液化氣穩壓管串級控制對系統振蕩具備非常強的控制工作能力。
