600MW机组锅炉主汽温控制策略的研究

摘要

目前,国内外大多数的火电厂的主汽温度控制仍采用传统的PID串级控制。众所周知,火电厂是调峰电厂,且随着随着单元机组容量的不断扩大,从而对自动化程度的要求很高,而主蒸汽温度是电厂最重要的性能参数,所以保持主蒸汽温度的控制精度对电厂的安全、经济、稳定的运行具有很重要的意义。常规的串级PID控制系统很难在非线性、大惯性、大滞后及时变性的工况下均保持优良的控制品质。超临界锅炉由于没有汽包,只有汽水分离器,汽水分离器所储存的水容量很小,所以启动速度快,锅炉各个部分的耦合型强:由于其没有汽包,下降管的数量也大大下降,所以整台锅炉的钢材耗量低,锅炉成本也低。其蒸汽压力、温度性能参数高,使发电效率有很大的提高,锅炉的供电煤耗较大的降低。正因为超临界锅炉具有以上特点,所以超临界锅炉是中国未来大型锅炉的发展趋势,600MW机组锅炉又是现在的超临界锅炉的主要型号,所以深入研究并掌握超临界600MW机组锅炉的控制技术是十分重要的。
　　本文针对阿尔斯通武汉锅炉有限公司600MW超临界直流锅炉,设计出一种新型的主蒸汽温度控制策略。模糊神经网络是将人工神经网络与模糊逻辑系统相结合的网络,是智能控制理论研究领域中一个十分活跃的分支。这种策略利用模糊控制和神经网络控制等控制理论,结合传统的串级PID控制系统的基本结构,把模糊神经网络控制系统良好的动态特性体现在控制系统的主控制器的设计上。主控制器采用自适应模糊神经网络控制器,其中模糊规则是由典型模糊控制规则表确定的。副控制器采用PI控制器,副控制器和减温器系统及反馈回路一起构成副调节回路。主控制器和过热器系统以及反馈回路一起构成主控制器回路。上述主控制回路和副控制回路一起构成本文的600MW机组锅炉的智能控制策略。
　　最后结合MATLAB的仿真工具,对本文所设计的智能控制系统和传统的串级PID调节系统进行比较,分别在几种典型的工况下进行仿真图形的比较,分析其他们的控制特性,发现本系统的控制品质明显高于传统的串级调节系统,具有很强的理论和工程价值。

目录

中文摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.1.1 超临界机组的发展及现状

1.1.2 超临界直流锅炉过热汽温控制的特点

1.2 模糊神经网络的发展现状

1.3 论文的内容及难点

1.4 本章小结

第2章 600MW超临界直流锅炉的概述

2.1 直流炉的概述

2.1.1 直流炉的工作原理

2.1.2 直流炉的结构特点

2.2 典型600MW超临界直流炉介绍

2.2.1 典型600MW超临界直流炉的受压件结构特点

2.2.2 典型600MW超临界直流炉的水循环系统

2.2.3 典型600MW超临界直流炉的主要性能参数

2.3 本章小结

第3章 模糊控制系统和及ANFIS理论

3.1 模糊控制系统组成

3.2 模糊神经网络控制结合

3.3 自适应神经模糊推理系统(ANFIS)理论介绍

3.4 本章小结

第4章 600MW主汽温控制系统及常用控制方法

4.1 600MW超临界锅炉过热器系统简介

4.2 主汽温传统的串级PID调节系统

4.3 主汽温控制方法和手段

4.3.1 采用过热汽温smith预估控制方案

4.3.2 智能前馈+反馈控制策略

4.4 本章小结

第5章 模糊神经网络的600MW锅炉主汽温控制系统

5.1 模糊神经网络的600MW锅炉过热汽温控制系统的数学模型

5.2 模糊神经网络的600MW锅炉过热汽温控制系统的设计

5.2.1 自适应神经模糊推理系统工具ANFIS Editor介绍

5.2.2 模糊神经网络控制器的说明及设计

5.2.3 副调PI环节的说明及设计

5.3 基于模糊神经网络的600MW锅炉主汽温控制系统的性能分析

5.3.1 600MW主汽温控制系统的调节参数整定

5.3.2 主汽温控制系统的Simulink仿真比较

5.4 本章小结

第6章 工作总结和展望

6.1 本论文所作的总结

6.2 对相关课题的展望

6.3 本章小结

参考文献

论文发表及参加科研情况说明

致谢