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DCS系统在循环流化床锅炉控制中的应用研究

孟祥宝  
【摘要】: 流化床燃烧工艺是一种高效率、清洁性的燃烧工艺,在电站锅炉领域上提应用越来越普遍。循环流化床燃烧技术是目前商业化程度最好的洁净煤燃烧技术之一,同时能够满足目前的环保要求。 循环流化床锅炉是一个多变量、非线性、时变、强耦合大滞后的控制对象。随着近些年来自动化水平的提高使循环流化床锅炉的控制有所发展,但实际的自动化水平还不高,很多控制回路还沿用手动控制,设计开发一套满足控制需求的DCS控制系统是十分必要的。 本文以实际工程为背景,在对循环流化床锅炉工作机理分析的基础上,重点研究循环流化床锅炉燃烧控制的汽泡水位控制问题,设计开发一套循环流化床的集散控制系统。主要完成以下工作: 1、循环流化床锅炉工作机理分析。回顾了循环流化床技术的发展,详细分析了循环流化床锅炉燃烧工艺和影响燃烧控制的各个因素。 2、控制算法的研究。对流化床锅炉这个复杂系统进行解耦控制,根据分析结果将其分成各个单独的子系统,详细研究燃烧控制算法,并以最有代表性的汽包水位子系统为研究对象,采用了串级三冲量PID控制,仿真实际控制。 3、DCS控制系统的选型和设计。本文设计开发了一套符合每小时75吨蒸发量以下的中、小电站循环流化床锅炉的DCS控制系统。选用浙江中控公司的ECS-100硬件和SCKEY控制软件。 4、系统组态编程和现场调试。本文详述了DCS系统的组态方案,包括数据采集,数据通讯,控制程序编程,以及上位机的监控画面,报警和历史数据查询。 本文针对循环流化床的系统控制,利用国产的硬件和软件,设计了一套满足中、小型锅炉的DCS控制系统,从实际运行的控制效果来看令人满意,这种控制方法在控制的快速性、稳定性、适应性都达到了装置的要求。受时间和客观条件所限,本文对锅炉的其他回路没有进行讨论,这是留给今后的课题。


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