1000MW火电机组燃烧系统的建模与控制方法研究

摘要

近年来随着社会的快速发展，能源和环境问题显得日益重要，而超超临界火电机组以其高效节能、污染物排放量低等优点得到青睐，成为未来的发展趋势。燃烧系统作为火电机组一个重要系统，具有大迟延大惯性、强耦合非线性等特性，为了提高大型超超临界锅炉的控制水平，首要任务是了解锅炉燃烧系统的特性并在此基础上设计合适的控制策略。本文以江苏泰州某电厂1000MW超超临界火电机组的燃烧系统为研究对象，对其建模与控制进行研究分析，重点做了以下工作： （1）挖掘该电厂超超临界火电机组的燃烧系统的运行数据，总结历史数据选取经验以及数据预处理方法，采用量子粒子群算法(QPSO)对燃烧系统的主蒸汽压力、烟气含氧量和炉膛负压三个子系统分别进行建模，建立出燃烧系统的传递函数模型；并利用同工况不同时间下的历史数据对系统辨识所得到数学模型进行验证，得出了以现场运行数据为依据的系统建模的可行性与准确性； （2）在已辨识得到燃烧系统数学模型的基础上，利用常规PID和模糊自整定PID两种控制方法对超超临界机组的燃烧控制系统分别进行控制，并对两种控制方法的控制效果进行比对分析，得出了模糊自整定PID控制的控制品质优于常规PID控制的结论。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要内容

第2章 超超临界机组燃烧系统特性分析

2.1 超超临界机组概述

2.2 燃烧系统的组成和控制任务

2.3 超超临界机组锅炉总体布置及规范

2.4 本章小结

第3章 超超临界机组燃烧系统的建模研究

3.1 系统建模方法概述

3.1.1 系统辨识的思想

3.1.2 智能辨识方法

3.2 辨识实验的选取原则

3.2.1 估计模型的选取

3.2.2 采样数据选取原则

3.2.3 数据预处理

3.3 基于历史数据的燃烧系统建模

3.3.1 主蒸汽压力系统辨识

3.3.2 烟气含氧量系统辨识

3.3.3 炉膛负压系统辨识

3.4 辨识模型的进一步验证

3.5 本章小结

第4章 燃烧系统控制方法的研究

4.1 常规PID控制

4.2 模糊自整定PID控制

4.2.1 模糊自整定PID控制的结构及原理

4.2.2 模糊自整定PID控制参数整定原则

4.3 燃烧系统控制方法研究及分析

4.3.1 主蒸汽压力系统的控制

4.3.2 烟气含氧量系统的控制

4.3.3 炉膛负压系统的控制

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 论文研究总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研情况

致谢