火电厂钢球磨煤机先进测控技术研发与应用

摘要

火力发电厂在生产电能的同时，又是电能的消耗大户。磨煤机作为火电厂的燃料燃煤的主要处理设备，其运行效率直接关系到锅炉的燃烧效率。虽然钢球磨煤机中储式制粉系统目前广泛应用于燃煤电厂中，但其能耗用电量最高可达到电厂厂总用电量的20％左右。钢球磨煤机中间储仓式制粉系统是典型的多变量、变量之间具有严重耦合的时变复杂系统。基于线性系统理论的常规单回路分散控制器既无法满足它的控制要求，也不能使系统长期处于最佳工况下运行。因此，借助当代先进的测量技术和控制理论针对球磨机制粉自动控制率不高和效率偏低等问题进行优化，具有重要的意义。此篇文章在过往各电厂中储式球磨机制粉系统使用过的控制系统基础上使用先进的测量和控制技术对其进行了切实可行的研发应用。 针对章丘电厂#2机组现有的制粉控制系统存在的问题，此文将专家智能控制与解耦控制以及常规控制技术相结合，使用由监督优化层和直接控制层组成的混合型分层控制方案使其便于在实际工况下使用。针对直接控制层控制器和解耦器，本文提出了参数整定方法，仿真研究结果表明采用这些方法整定的直接控制层正常工况控制方案可获得较好的控制性能。对于分层控制方案中监督优化层的设计，本文给出了其专家控制规则设计以及基于球磨制粉对象稳态增益的系统设定值优化设定方法。本文在对目前球磨机磨内存煤量或料位测量技术缺点进行分析的基础上，用测量的球磨机轴承振动信号来代表磨内存煤量，并介绍和研发了相应的球磨机料位测量系统。 成功将上面提出的分层控制方案应用于章丘电厂2号机组球磨机中储式制粉系统测控系统改造工程。根据该厂制粉系统的实际情况，有针对性的做了硬件配置、控制方案和软件的设计并最终进行了工程实施。为其专门研发了过程监测和直接过程层控制软件以及设定值优化设定软件。据现场实际运行情况看，该分层控制方案可以有效提高动态响应质量，改善系统自适应能力，控制效果显著提升。与章丘电厂#2机组原系统比较，单耗显著降低，节能效果明显。 结尾对全文内容进行了回顾，对以后需更进一步进行完善的分层控制方案进行了展望。

目录

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摘要

第一旱章绪论

1．1课题的背景

1．2国内外研究现状与发展趋势

1．2．1钢球磨煤机测控技术国内外研究现状

1．2．2钢球磨煤机控制系统存在的问题

1．2．3钢球磨煤机测控技术和控制方法的发展趋势

1．3钢球磨煤机系统先进控制方法

1．3．1预测控制

1．3．2模糊控制

1．3．3神经网络控制

1．3．4专家智能控制

1．3．5混合型控制

1．4本文研究内容和工作

第二章中储式钢球磨制粉系统生产工艺、特性和控制要求

2．1引言

2．2中储式钢球磨制粉系统的结构及原理

2．3球磨机的动态特性

2．3．1球磨机的动态特性模型

2．3．2球磨机的振动特性特点

2．3．3磨煤机动态特性对控制系统的影响

2．4磨煤机制粉系统的对象特性

2．5中储式钢球磨制粉系统的控制任务

第三章制粉系统智能测控方案设计

3．2制粉系统混合型控制总体方案

3．3系统混合型控制总体方案主要部分设计

3．3．1监督优化层专家控制规则设计

3．3．2过程直接控制层正常工况控制算法设计

3．3．3监督优化层制粉系统设定值稳态优化设定方法设计

3．4智能料位测量系统的设计

3．4．1测量原理及测量过程

3．4．2料位信号传感器选型

3．5本章小结

第四章火电厂钢球磨煤机先进测控技术工程应用

4．1工程概况

4．2硬件设计

4．2．1系统的设计原则

4．2．2系统的硬件配置和功能实现

4．3软件实现

4．3．1软件平台

4．3．2控制方案工程设计

4．3．3基于组态软件的正常工况控制方案设计与开发

4．4工程实施与控制效果

4．4．1实施过程

4．4．2投运效果

4．5本章小结

5．1总结本文主要结论

5．2展望

参考文献

致谢