电站锅炉制粉系统参数的软测量研究

摘要

电站锅炉入炉风煤比以及各送粉管道的风粉均衡、协调分配,将直接影响到锅炉的经济、安全运行,故需要对电站锅炉一次风粉浓度进行实时在线监测。长期以来,对于不同形式的制粉系统,由于两相流的复杂性,一直缺乏可靠的风粉浓度的测量手段。论文针对风粉浓度测量中各相关问题进行研究。 近年来,软测量技术的发展解决了许多传统方法难以解决的过程变量监测问题。本文以软测量技术为基础,寻求更好解决电站锅炉风粉监测中的技术和实现方法,本文的具体内容如下： 1. 研究软测量技术中的数据预处理方法。主导变量的软测量以辅助变量为基础,论文在建模前对现场数据进行预处理：综合运用多种数字滤波算法,用以减少随机误差；应用基于主元分析(PCA)的显著误差检测以及数据校正的方法,消除工业现场可能出现的显著误差。仿真实验表明此方法可行、有效。 2. 基于气固两相流理论分析,应用先进流体力学计算软件FLUENT,通过对二次风管道及挡板开度变化时流场分布的仿真研究,确定了流速修正系数的范围及测速装置的安装位置,分析了误差起因,为进一步研究与工程应用提供依据。 3. 通过对空气和煤粉两相流的研究,提出了中储式制粉系统通用的动能法煤粉浓度测量方法。通过现场实验和大量数据的统计分析,利用机理与回归相结合的方法,得出算法模型,并实时应用于风粉在线监测系统,取得了令人鼓舞的结论。 4. 提出了动压-静压法测量煤粉浓度的软测量模型,并进行了仿真试验,数据分析表明此方法具有进一步研究的价值,需进一步探索解决磨煤机后各管道中风量和所带煤粉的分配问题。 5.针对电站锅炉风粉测量系统的工程应用,提出了软测量模型校正与评估方法；系统设计中,将MATLAB和工控组态软件有机结合,并通过通讯与DCS进行信息交互；对动能法可能遇到的的技术问题提出了初步解决方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题背景

1.2国内外煤粉浓度测量现状

1.3软测量概述

1.4数值模拟

1.5本文完成的工作

第二章软测量辅助变量的数据预处理技术

2.1引言

2.2辅助变量的数据滤波

2.3基于PCA的显著误差检验与校正

2.4本章小结

第三章基于FLUENT研究风粉管中阻力变化对流场及风速的影响

3.1 FLUENT简介

3.2 FLUENT中的网格

3.3 FLUENT中边界条件的处理

3.4仿真对象的数学模型

3.5 FLUENT求解器

3.6数值模拟

3.7模拟结果与实测数据的比较分析及流速修正系数的确定

3.8靠背管安装位置的确定

3.9本章小结

第四章乏气送粉及直吹式制粉系统风粉参数软测量研究

4.1基于动压测量的煤粉浓度软测量模型研究与试验

4.2基于动压-静压法风粉浓度软测量模型研究与试验

4.3本章小结

第五章电站锅炉风粉浓度软测量的工程应用

5.1 引言

5.2软测量模型校正与评估方法

5.3乏气送粉锅炉风粉测量系统框架

5.4风粉测量系统与DCS的通讯方式

5.5风粉测量系统中的技术问题

5.6本章小结

第六章结束语

6.1论文研究的内容总结

6.2进一步的研究工作和本论文研究中存在的问题

致谢

作者在硕士研究生期间发表的论文

参考文献