超超临界机组的锅炉燃烧控制系统的优化

摘要

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上为数不多的以煤炭为主要一次能源的国家之一。其中，电力行业煤炭消耗量占全国煤炭消耗总量的二分之一以上，燃煤发电长期占全国总发电量的80%左右，我国将长期以煤炭发电为作为主要的发电方式主[1]。对发电行业而言，关键在于发展大容量、高参数、高效率、低污染的先进燃煤技术。从我国国情、技术水平和发展趋势等方面综合考虑，积极发展超超临界技术、同时增强节能环保意识对锅炉烟气排放进行处理是实现我国燃煤发电可持续发展的根本保证[2]。超超临界燃煤发电技术是一种大容量、高参数、高效率、低污染、技术成熟、易规模化应用的先进燃煤发电技术。目前，超超临界机组已成为我国电力行业新增装机的主力机组。
　　本文以某600MW火电机组燃烧系统为被控对象，分析研究了直流锅炉的特性，介绍了燃烧控制系统的任务和基本控制方案，采用部分分散控制方法对煤水比控制系统进行建模，引入了模糊PID控制器并将其应用于超超临界机组的锅炉燃烧控制系统中。首先，分析了燃烧系统的三个子系统的对象特性与控制现状，阐述了模糊控制的控制原理，根据各个子系统的特点建立了相应的模糊控制策略，并结合变论域控制与模糊自整定PID控制器的优点，提出了变论域模糊自整定PID控制器。其次，根据不同工况下各个子系统的数学模型，通过系统阶跃响应实验，结合系统e?e?相轨迹曲线，针对不同的被控对象，建立了相应的模糊规则表，并在Simulink软件中仿真验证了控制效果。最后，编写M文件，通过设置适应度函数J，采用粒子群算法在线优化变论域模糊自整定PID控制器的伸缩因子，进一步优化了控制策略，避免了函数型伸缩因子潜在的系统失真情况，提高了锅炉燃烧控制系统的安全性和稳定性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题意义与背景

1.2 锅炉燃烧控制系统的研究概况

1.3 模糊控制理论的研究概况

1.4 本章小结

第2章 直流锅炉控制系统

2.1 汽包锅炉的特点

2.2 直流锅炉的特点

2.3 超超临界锅炉动态特性

2.4 超超临界机组的控制特点

2.5 本章小结

第3章 燃烧控制系统

3.1 燃烧控制系统的基本任务

3.2 燃烧控制系统结构

3.3 燃烧控制系统基本方案

3.4 本章小结

第4章 部分分散控制

4.1 部分分散控制的概况

4.2 部分分散控制结构分析

4.3 部分分散控制器设计

4.4 部分分散控制稳定性分析

4.5 煤水比控制系统机理建模

4.6 本章小结

第5章 变论域模糊PID控制器在燃烧控制系统中的仿真应用

5.1 燃料量控制系统仿真分析

5.2 送风控制系统仿真分析

5.3 引风控制系统仿真分析

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参加的科研工作

致谢