循环流化床锅炉燃烧系统的建模与优化控制

发布时间：2017-08-11 11:11

  本文关键词：循环流化床锅炉燃烧系统的建模与优化控制

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【摘要】：随着国家对能源和环境保护要求的提高,燃烧效率低的燃煤锅炉对能源的集约利用和环境保护带来了巨大压力。循环流化床锅炉因为其燃烧效率高、燃料适应范围广、负荷调节性能好、炉内组织脱硫等诸多优点,在电力、供热、工业蒸汽生产中得到了广泛的应用。由于锅炉燃烧过程具有大滞后、非线性、多变量关联等特性,使得循环流化床的运行工况难以达到设计要求。因此,对循环流化床锅炉燃烧系统进行建模和优化控制研究具有很大的实际意义。本文首先对循环流化床锅炉燃烧系统的结构和燃烧特性进行了分析,其主要特点包括大惯性、强耦合、非线性等,在此基础上对燃烧系统主要热工参数的控制方法进行了研究。虽然机理建模的理论体系如今已非常完善,但是如今丰富的机组历史运行数据和仿真机系统为智能辨识提供了基础。鉴于燃烧控制系统的实验建模过程是一个需要辨识多维变量的复杂寻优问题,文章采取了标准粒子群优化算法,这为后面的实验建模奠定了良好的基础。在接下来的工作中,按照实验建模的一般方法,利用上述粒子群优化算法求得模型的传递函数并利用与辨识数据无关的其他数据来验证所求模型传递函数的有效性。本文在最后通过利用一次风调节的快速性来控制床温,利用调节给煤机的供给速度来控制主汽压,以此对原有DCS中床温控制回路和主蒸汽压力控制回路的SAMA图进行优化,并将前馈补偿控制的原理运用在燃烧系统控制中。结合上述控制方案和辨识得到的对象模型,利用粒子群优化算法,对控制器参数进行了优化。通过对优化前后的控制效果图进行比较,优化后的控制系统不仅能提高锅炉控制系统的自动化水平,还对减排降耗提高能源利用率具有重要意义。
【关键词】：循环流化床锅炉 粒子群优化算法 实验建模 优化控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229.66
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展动态10-12
• 1.2.1 循环流化床锅炉的发展10
• 1.2.2 循环流化床锅炉燃烧控制的发展10-12
• 1.3 本课题研究内容12-14
• 第2章 循环流化床锅炉及燃烧特性14-20
• 2.1 循环流化床锅炉结构14-15
• 2.2 循环流化床锅炉燃烧过程15-16
• 2.3 循环流化床锅炉的燃烧控制16-18
• 2.3.1 循环流化床锅炉的燃烧控制任务16-17
• 2.3.2 循环流化床锅炉的燃烧控制特点17-18
• 2.4 循环流化床锅炉主要热工参数的控制18-19
• 2.4.1 床温控制18
• 2.4.2 负压控制18-19
• 2.4.3 燃料量控制19
• 2.4.4 风量控制19
• 2.5 本章小结19-20
• 第3章 循环流化床锅炉模型的辨识20-35
• 3.1 粒子群优化算法20-23
• 3.1.1 PSO算法原理20-21
• 3.1.2 PSO算法流程21-22
• 3.1.3 PSO算法参数设定22-23
• 3.2 实验建模的建模方法23-24
• 3.3 CFB燃烧系统模型的选取24-26
• 3.3.1 CFB燃烧系统各主要参数关系24-25
• 3.3.2 需要建立的模型25
• 3.3.3 模型类的选取25-26
• 3.4 CFB锅炉燃烧系统模型参数的辨识26-34
• 3.4.1 模型的离散化26
• 3.4.2 数据获取26-27
• 3.4.3 数据预处理27
• 3.4.4 模型辨识与验证27-31
• 3.4.5 建模结果分析31-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 循环流化床锅炉燃烧系统的优化控制35-44
• 4.1 前馈控制系统35-36
• 4.2 循环流化床锅炉床温控制36-39
• 4.2.1 床温控制回路36-37
• 4.2.2 床温控制器PID参数优化37-39
• 4.3 循环流化床锅炉主蒸汽压力控制39-42
• 4.3.1 主蒸汽压力控制回路39-41
• 4.3.2 主蒸汽压力控制器PID参数优化41-42
• 4.4 控制效果对比42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第5章 结论与展望44-46
• 5.1 全文工作总结44
• 5.2 展望44-46
• 参考文献46-49
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果49-50
• 致谢50

【参考文献】

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1 雷蕾;袁隆基;;循环流化床锅炉旋风分离器性能特性数值模拟[J];江苏大学学报(自然科学版);2015年02期

2 张小桃;郝欲明;张磊洋;;基于遗传算法和模糊理论的循环流化床锅炉燃烧控制研究[J];锅炉技术;2014年05期

3 刘志强;马辉;张国龙;;CFB锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝技术[J];热力发电;2014年05期

4 刘艳萍;吕俊峰;;电力与经济协调发展的辩证关系[J];北方经济;2012年12期

5 吴昌友;王福林;马力;;一种新的改进粒子群优化算法[J];控制工程;2010年03期

6 刘吉臻;杨光军;牛玉广;;基于分形理论的电站燃烧稳定性监测[J];华北电力大学学报(自然科学版);2008年04期

7 王护军;;关于循环流化床锅炉发展趋势的探讨[J];机电技术;2006年02期

8 万里鹏;苟小龙;李波;郝相俊;;440 t/h循环流化床锅炉汽冷式旋风分离器动态仿真[J];重庆大学学报(自然科学版);2006年03期

9 马宝萍,司凤琪,徐治皋,张志伦;基于遗传算法的循环流化床锅炉床温模糊控制系统[J];中国电机工程学报;2001年11期

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本文编号：655774