循环流化床锅炉建模及其智能控制系统的研究

【摘要】：循环流化床锅炉由于燃烧效率高、燃料适应性广并且容易满足环境保护的要求,在电力与热电行业应用越来越广泛。循环流化床锅炉是一个分布参数、非线性、时变、多变量紧密耦合的控制对象,很难建立精确的数学模型,传统的常规控制方法很难达到理想的控制效果。循环流化床锅炉热工自动控制方面的问题已经成为其推广应用的主要障碍之一。为此,本方针对以上问题对循环流化床锅炉过程控制进行了深入研究,研究内容主要包括以下几个方面: 1.循环流化床锅炉床温控制模型的研究 由于循环流化床锅炉是一个大惯性、非线性、时变、多变量耦合对象。很难建立起精确的数学模型,文中通过对循环流化床锅炉燃烧动力学特性、流体力学特性与传热传质特点的分析,忽略次要因素,抓住主导因素,从理论上得到循环流化床锅炉燃烧数学模型,仿真实验与现场测试表明,模型能够正确反映出燃料量与一次风的变化对床温的影响,床温变化对主汽压力的影响,为实际运行中对燃料量的调整及控制器的设计提了供理论依据。 2.循环流化床锅炉负荷控制的研究 从现场实际情况观察,床温随负荷的变化而变化,不同负荷对应不同的床层温度,而给煤量的变化首先影响的是床层温度,然后才能反映到蒸汽压力的变化,而负荷需求也会很快的反映到床温需求上,所以本文提出了以床温为中间变量的串级负荷控制方法,同时采用模糊预测控制算法,消除因给煤量扰动而造成的蒸汽压力波动,可以提高负荷控制系统的稳定性,鲁棒性,减少滞后与超调,本文采用第二章的燃烧与汽压控制模型设计锅炉负荷控制器,仿真研究与现场应用表明效果良好。 3.循环流化床锅炉过热蒸汽温度控制 循环流化床锅炉过热蒸汽温度是一个控制精度要求高,时变滞后的复杂过