燃煤有机热载体锅炉智能控制系统设计

摘要

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人类对能源的依赖程度越来越高。我国现在有大量的燃煤锅炉，其中大型电站锅炉由于采用了先进的检测控制设备和先进的自动控制系统，基本实现了节能环保自动运行。然而对于中小型有机热载体锅炉，由于设备分散、管理不善或技术上的原因，多数锅炉处于人工控制状态，燃料的消耗量与供热量的比值主要取决于操作工人的技术水平和工作责任心。另外，靠调整风门的开度来调节引风、鼓风风量的变化以改变燃烧状态的运行方式，不但造成电能的大量浪费，而且风量调节的不准确更加降低了锅炉的运行效率，煤炭燃烧的不充分更加大了排放污染。
　　燃煤有机热载体锅炉系统是一个具有很强的非线性、紧耦合、大滞后、强干扰的复杂系统。由于传统的PID控制方案难以达到理想的控制效果，急需寻找一种理想的智能控制策略来实现控制要求。本文的主要研究工作如下所示:
　　1、对燃煤有机热载体锅炉的运行机理进行合理的分析，深入研究煤炭在燃煤锅炉中能量变化的控制过程。
　　2、在控制算法上采用模糊控制技术，并且依靠有机热载体锅炉专家知识库和试烧结论，采用理论上属于自适应控制范畴、但又不需要建立准确数学模型的动态寻优算法，设计出口油温控制系统、炉膛负压控制系统、风煤比自动寻优控制系统等。
　　3、在控制系统的控制器上采用西门子的PLC，在引风机、鼓风机、炉排三者之间采用变频器来实现自动变频调速的逻辑提降控制，保障煤炭的充分燃烧。
　　4、使用西门子的WinCC监控组态软件进行画面组态，实现燃煤有机热载体锅炉现场的过程可视化，操作员能够通过电脑屏幕对生产现场的情况一目了然。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．4 本文主要研究工作

2 模糊控制的理论基础

2．1 模糊控制理论的发展

2．2 模糊控制的思想基础

2．3 模糊控制器的组成

2．4 模糊控制器的设计步骤

2．5 本章小结

3 燃煤有机热载体锅炉的概述

3．1 有机热载体锅炉的工艺过程简介

3．2 有机热载体锅炉控制系统的任务

3．3 有机热载体锅炉控制系统的总体设计方案

3．4 本章小结

4 锅炉系统燃烧控制算法的实现

4．1 出口油温模糊PID控制系统的设计

4．2 炉膛负压控制系统设计

4．3 风煤比控制系统设计

4．4 本章小结

5 有机热载体锅炉控制系统设计

5．1 控制系统的硬件设计

5．2 控制系统的下位机软件设计

5．3 控制系统的上位机组态设计

5．4 本章小结

6 锅炉控制系统的实验仿真

6．1 引言

6．2 锅炉控制系统的仿真研究

6．3 本章小结

7 结论与展望

7．1 主要结论

7．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况

附录