基于DCS控制系统的锅炉主蒸汽温度控制策略研究
发布时间：2022-12-18 20:47
近些年来,我国经济发展迅速,所以,为了适应经济发展的节奏,人们对电力的需求也越来越大,虽然核电、风力发电以及太阳能发电等新型发电方式在我国发展迅速,但是,火力发电仍然占据了主导地位,截止2019年底,火力发电占比仍然在70%以上。然而,火力发电就离不开锅炉的作用,在锅炉的正常运行中,高温过热器出口过热蒸汽温度,即主蒸汽温度,是锅炉运行中的重要参数,它的高低直接影响锅炉运行的稳定性、经济性以及环保性。所以,为了使锅炉主蒸汽温度不至于偏高,保持在设定温度值附近,本文结合锅炉运行中常用的DCS（分散集成系统）控制系统,研究了一种控制主蒸汽温度的策略。本文以锅炉主蒸汽系统的热力过程及传热学理论为基础,首先研究了锅炉主蒸汽系统的结构及主蒸汽温度的基本控制方法,从锅炉炉膛内对流式过热器与辐射式过热器随负荷的温升特点的角度分析了主蒸汽温度的静态特性,又从蒸汽流量变化、烟气热量、减温水流量三个因素入手分析了主蒸汽温度的动态特性,并介绍了主蒸汽温度的控制特点及双回路的控制系统。其次,深入研究并分析了应用在主蒸汽温度控制的PID控制系统的结构及功能作用,提出了一种带有前馈-反馈的串级PID控制系统,并利用...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及趋势
1.2.1 主蒸汽温度PID控制现状
1.2.2 主蒸汽温度DCS控制现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 锅炉主蒸汽温度系统结构及其控制
2.1 锅炉汽水系统简介
2.2 主蒸汽温度控制特性分析
2.2.1 主蒸汽温度静态特性
2.2.2 主蒸汽温度动态特性
2.2.3 锅炉主蒸汽温度控制特点及基本控制方法
2.3 本章小结
第3章 PID控制系统及主蒸汽系统前馈控制分析与仿真
3.1 PID控制原理简介
3.2 串级PID控制系统原理
3.3 前馈-反馈控制系统的在主蒸汽温度控制应用及仿真
3.3.1 前馈-反馈控制原理概述
3.3.2 带有前馈-反馈调节的串级控制系统
3.4 主蒸汽温度PID控制系统的仿真研究
3.4.1 不同负荷下主蒸汽温度控制串级PID控制系统仿真研究
3.4.2 串级控制系统与前馈-反馈控制系统仿真比较研究
3.5 本章小结
第4章 主蒸汽减温水系统MATLAB程序及其计算结果分析
4.1 燃料燃烧计算
4.1.1 基础换热工质容积计算
4.1.2 热平衡计算
4.2 炉膛热力计算
4.2.1 炉膛结构计算
4.2.2 燃料消耗量计算
4.2.3 炉膛出口烟温计算
4.3 分隔屏过热器计算
4.3.1 分隔屏过热器热力计算
4.3.2 辐射换热计算
4.3.3 对流换热及烟气放热系数计算
4.3.4 附加受热面计算
4.4 高温过热器计算
4.5 减温水量计算
4.6 Simulink以及GUI面板程序实现
4.7 计算结果分析
4.8 本章小结
第5章 DCS控制系统简介及其联合仿真应用
5.1 DCS控制系统概述
5.2 EPDF-NT+系统的硬件结构
5.3 系统工具与算法简介
5.3.1 控制组态工具
5.3.2 工程组织工具
5.3.3 过程画图工具
5.3.4 控制算法简述
5.3.5 其他工具
5.4 基于EPDF-NT+系统的主蒸汽温度控制系统工程设计
5.4.1 喷水减温水阀流量—开度特性分析
5.4.2 程序模拟计算下主蒸汽流量与减温水流量计算关系
5.4.3 DSC程序工作组态搭建及设计
5.4.4 工程实际应用及其结果分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 论文创新点
6.3 研究存在问题及展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊PID控制器在火电厂温度控制系统中的应用[J]. 李业功. 电子技术与软件工程. 2017(12)
[2]Simth串级PID控制在锅炉主蒸汽温度控制中的应用[J]. 冯慧山. 石油化工自动化. 2016(03)
[3]火电厂主蒸汽温度控制系统优化分析[J]. 任素龙,李帅华,张福东,刘健. 河北电力技术. 2014(05)
[4]蒸汽锅炉DCS自动控制技术研究[J]. 孙东升. 辽宁师专学报(自然科学版). 2014(03)
[5]基于DCS的蒸汽锅炉优化控制系统设计[J]. 栾松鹏,高德欣,杨帆,王振市. 自动化技术与应用. 2014(07)
[6]火电机组主蒸汽温度神经模糊-PID串级控制[J]. 贾立,柴宗君. 控制工程. 2013(05)
[7]减温水调节阀流量特性预补偿[J]. 陈刚,丁纪文,吴辉. 通用机械. 2013(07)
[8]浅谈电厂锅炉主蒸汽温度变化原因及控制方法[J]. 高峰,刘海旺,高伟. 中国新技术新产品. 2012(19)
[9]串级PID控制在锅炉主蒸汽温度控制中的应用[J]. 刘春胜,王劭伯. 工业控制计算机. 2006(09)
硕士论文
[1]锅炉主蒸汽温度控制策略研究及仿真分析[D]. 吕书艳.新疆大学 2017
[2]直流锅炉主蒸汽温度控制系统研究[D]. 冯震震.西安建筑科技大学 2017
[3]基于NT6000DCS的燃气锅炉控制系统设计与应用[D]. 张京.燕山大学 2016
[4]火电厂DCS控制系统优化研究与应用[D]. 巨康怡.西安电子科技大学 2015
[5]600MW亚临界锅炉减温水量优化调整与受热面节能改造研究[D]. 庄国霖.华南理工大学 2015
[6]EDPF-NT分散控制系统在永福电厂的组态研究[D]. 李湘.广西大学 2015
[7]300MW机组汽包炉主蒸汽温度控制策略研究[D]. 雷俞芝.山西大学 2014
[8]基于DCS的电站锅炉系统的设计[D]. 丁帅.辽宁科技大学 2014
[9]基于DCS的锅炉燃烧控制系统设计与实现[D]. 孙阳阳.西安建筑科技大学 2014
[10]火电机组锅炉控制系统的优化设计[D]. 张天封.东北石油大学 2014
本文编号：3722738
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及趋势
1.2.1 主蒸汽温度PID控制现状
1.2.2 主蒸汽温度DCS控制现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 锅炉主蒸汽温度系统结构及其控制
2.1 锅炉汽水系统简介
2.2 主蒸汽温度控制特性分析
2.2.1 主蒸汽温度静态特性
2.2.2 主蒸汽温度动态特性
2.2.3 锅炉主蒸汽温度控制特点及基本控制方法
2.3 本章小结
第3章 PID控制系统及主蒸汽系统前馈控制分析与仿真
3.1 PID控制原理简介
3.2 串级PID控制系统原理
3.3 前馈-反馈控制系统的在主蒸汽温度控制应用及仿真
3.3.1 前馈-反馈控制原理概述
3.3.2 带有前馈-反馈调节的串级控制系统
3.4 主蒸汽温度PID控制系统的仿真研究
3.4.1 不同负荷下主蒸汽温度控制串级PID控制系统仿真研究
3.4.2 串级控制系统与前馈-反馈控制系统仿真比较研究
3.5 本章小结
第4章 主蒸汽减温水系统MATLAB程序及其计算结果分析
4.1 燃料燃烧计算
4.1.1 基础换热工质容积计算
4.1.2 热平衡计算
4.2 炉膛热力计算
4.2.1 炉膛结构计算
4.2.2 燃料消耗量计算
4.2.3 炉膛出口烟温计算
4.3 分隔屏过热器计算
4.3.1 分隔屏过热器热力计算
4.3.2 辐射换热计算
4.3.3 对流换热及烟气放热系数计算
4.3.4 附加受热面计算
4.4 高温过热器计算
4.5 减温水量计算
4.6 Simulink以及GUI面板程序实现
4.7 计算结果分析
4.8 本章小结
第5章 DCS控制系统简介及其联合仿真应用
5.1 DCS控制系统概述
5.2 EPDF-NT+系统的硬件结构
5.3 系统工具与算法简介
5.3.1 控制组态工具
5.3.2 工程组织工具
5.3.3 过程画图工具
5.3.4 控制算法简述
5.3.5 其他工具
5.4 基于EPDF-NT+系统的主蒸汽温度控制系统工程设计
5.4.1 喷水减温水阀流量—开度特性分析
5.4.2 程序模拟计算下主蒸汽流量与减温水流量计算关系
5.4.3 DSC程序工作组态搭建及设计
5.4.4 工程实际应用及其结果分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 论文创新点
6.3 研究存在问题及展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊PID控制器在火电厂温度控制系统中的应用[J]. 李业功. 电子技术与软件工程. 2017(12)
[2]Simth串级PID控制在锅炉主蒸汽温度控制中的应用[J]. 冯慧山. 石油化工自动化. 2016(03)
[3]火电厂主蒸汽温度控制系统优化分析[J]. 任素龙,李帅华,张福东,刘健. 河北电力技术. 2014(05)
[4]蒸汽锅炉DCS自动控制技术研究[J]. 孙东升. 辽宁师专学报(自然科学版). 2014(03)
[5]基于DCS的蒸汽锅炉优化控制系统设计[J]. 栾松鹏,高德欣,杨帆,王振市. 自动化技术与应用. 2014(07)
[6]火电机组主蒸汽温度神经模糊-PID串级控制[J]. 贾立,柴宗君. 控制工程. 2013(05)
[7]减温水调节阀流量特性预补偿[J]. 陈刚,丁纪文,吴辉. 通用机械. 2013(07)
[8]浅谈电厂锅炉主蒸汽温度变化原因及控制方法[J]. 高峰,刘海旺,高伟. 中国新技术新产品. 2012(19)
[9]串级PID控制在锅炉主蒸汽温度控制中的应用[J]. 刘春胜,王劭伯. 工业控制计算机. 2006(09)
硕士论文
[1]锅炉主蒸汽温度控制策略研究及仿真分析[D]. 吕书艳.新疆大学 2017
[2]直流锅炉主蒸汽温度控制系统研究[D]. 冯震震.西安建筑科技大学 2017
[3]基于NT6000DCS的燃气锅炉控制系统设计与应用[D]. 张京.燕山大学 2016
[4]火电厂DCS控制系统优化研究与应用[D]. 巨康怡.西安电子科技大学 2015
[5]600MW亚临界锅炉减温水量优化调整与受热面节能改造研究[D]. 庄国霖.华南理工大学 2015
[6]EDPF-NT分散控制系统在永福电厂的组态研究[D]. 李湘.广西大学 2015
[7]300MW机组汽包炉主蒸汽温度控制策略研究[D]. 雷俞芝.山西大学 2014
[8]基于DCS的电站锅炉系统的设计[D]. 丁帅.辽宁科技大学 2014
[9]基于DCS的锅炉燃烧控制系统设计与实现[D]. 孙阳阳.西安建筑科技大学 2014
[10]火电机组锅炉控制系统的优化设计[D]. 张天封.东北石油大学 2014
本文编号：3722738
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