Controllo di generatori di vapore a recupero : dall'approccio classico al predittivo

This thesis deals with the level and pressure control problem for drum boiler in HRSG (Heat Recovery Steam Generator) unit of combined cycle power plant. The work is based on experimental data related to a 320MW ENEL combined cycle plant operating in Priolo Gargallo (Sicily). Initially the drum-boiler system was modeled using the fourth order non linear Astrom-Bell and validated against the plant measurement. An observer based Gain-scheduled MPC was then developed and compare with a classical control approach based on gain scheduled-PI. The results show the effectiveness of the predictive controller on a wide range of operating condition, especially in highly turbulent situation

Il presente lavoro di tesi affronta il problema di controllo di pressione e livello per evaporatori a corpo cilindrico nel caso di generatori di vapore a recupero, dove lo studio si è basato su dati sperimentali raccolti su un impianto a ciclo combinato da 320 MW situato in Sicilia di proprietà "Enel produzione". Il sistema evaporatore a corpo cilindrico è stato modellizzato sfruttando un modello non lineare del quarto ordine sviluppato da K.J. Astrom & R.D Bell che è stato successivamente validato sfruttando le misurazioni sperimentali a disposizione. Infine, il lavoro svolto ha portato all’implementazione di controllore predittivo con architettura Gain-scheduled (affiancato da un osservatore di stato) per il controllo ottimo di pressione e livello su tutte le possibili condizioni di carico, le cui prestazioni sono state confrontate con una architetture classica basata su Gain-scheduled PI adeguatamente tarato su tutte le differenti condizioni operative. Dall’analisi prodotta sono emerse le maggiori potenzialità del controllo predittivo il quale si è dimostrato in grado di surclassare l’approccio classico specialmente in condizioni di alta dinamica.