循环流化床锅炉燃烧系统优化控制的研究与实现

摘要

循环流化床（CFB）锅炉燃烧技术作为一种新型的燃烧方式，因为其燃烧效率高、燃料适应范围广、负荷调节性能好、炉内组织脱硫等诸多优点，在电力、供热、工业蒸汽生产中得到了广泛的应用。但是CFB锅炉燃烧系统又是一个分布参数、非线性、时变、大滞后、多变量耦合的被控对象。燃烧控制难，自动投运率低。因此对CFB锅炉燃烧系统优化控制的研究有很大的实际意义。
　　本文首先对循环流化床锅炉燃烧系统的结构和燃烧特性进行了分析，其主要特点包括大惯性、强耦合、非线性等，在此基础上对燃烧系统主要热工参数的控制方法进行了研究。如今虽然机理建模技术已经非常成熟，但是机理建模得到的模型不适合于控制器优化。因此在设计优化控制策略前，利用机组历史数据和仿真机系统，对系统进行实验建模。鉴于燃烧控制系统的实验建模过程是一个需要辨识多维变量的复杂寻优问题，文章采取了蚁群优化算法，这为后面的实验建模奠定了良好的基础。在接下来的工作中，按照实验建模的一般方法，利用上述蚁群优化算法求得模型的传递函数并利用与辨识数据无关的其他数据来验证所求模型传递函数的有效性。
　　最后通过利用一次风调节的快速性来控制床温，利用调节给煤机的供给速度来控制主汽压，以此对原有DCS中床温控制回路和主蒸汽压力控制回路的SAMA图进行优化，并将前馈补偿控制的原理运用在燃烧系统控制中。结合上述控制方案和辨识得到的对象模型，利用蚁群优化算法，对控制器参数进行了优化。通过对优化前后的控制效果图进行比较，优化后的控制系统不仅能提高锅炉控制系统的自动化水平，还对减排降耗提高能源利用率具有重要意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状及发展动态

1.3 循环流化床锅炉特性和优缺点

1.4 本课题研究内容

第2章循环流化床锅炉及燃烧特性

2.1 循环流化床锅炉结构

2.2 循环流化床锅炉的运行机制

2.3 循环流化床锅炉的燃烧特性分析

2.4 循环流化床锅炉主要热工参数的控制

2.5 本章小结

第3章 循环流化床锅炉模型的建立

3.1 蚁群优化算法

3.2 实验建模的原理

3.3 循环流化床锅炉燃烧系统模型的选取

3.4 循环流化床锅炉燃烧系统模型的辨识

3.5 本章小结

第4章 循环流化床锅炉燃烧系统的优化控制

4.1 前馈控制系统

4.2 主蒸汽压力控制

4.3 床温控制

4.4 控制优化策略在仿真系统中的实现

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 全文工作总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研情况

致谢