本文關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐過熱汽溫控制研究

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【摘要】：在循環(huán)流化床鍋爐運行中,主蒸汽溫度是非常重要的參數(shù),關(guān)系到機組安全運行。隨著風(fēng)力發(fā)電等新能源機組在電網(wǎng)中所占比例的增加,火電機組的調(diào)峰任務(wù)日益頻繁。這樣一來火電機組的運行參數(shù)變化波動較大,尤其主汽溫度變化大,控制品質(zhì)達不到機組設(shè)計要求。過熱器是一個分布參數(shù)、非線性、大關(guān)性、大延遲、時變系統(tǒng),因為影響因素較多,對主蒸汽溫度控制有一定的難度。傳統(tǒng)的PID控制對于大型循環(huán)化床鍋爐的過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)效果欠佳。本文針對循環(huán)流化床鍋爐過熱蒸汽溫度這一重要參數(shù)控制方法進行了研究,設(shè)計合理的控制方案,提高機組對負荷變化的適應(yīng)能力。本文以改善過熱器出口蒸汽溫度的控制性能為目的,分析了過熱汽溫的影響因素,從傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)方面入手,將過熱器等效為集總參數(shù)等效模型,提出了一個在工程上適用的簡易模型。在建立的過熱器溫度控制模型的基礎(chǔ)上設(shè)計了兩套控制方案,第一套為SMITH控制與串接PID結(jié)合控制方式,SMITH控制器作為主調(diào)節(jié)器,副調(diào)節(jié)器由前饋控制與PID控制器復(fù)合構(gòu)成；基于焓計算配合PID的控制方式,通過計算流經(jīng)過熱器的蒸汽的焓增量推算得出過熱器入口溫度,將其作為PID調(diào)節(jié)器的給定。利用XDPS分散控制系統(tǒng)的虛擬DPU,在工程師站上編輯實驗所需程序,將中間變量共享至MCS模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng),現(xiàn)場進行了實驗測試。實驗結(jié)果表明過熱器出口溫度在負荷變化過程中,設(shè)計的兩種控制方式都能有效地控制過熱蒸汽溫度在設(shè)計要求范圍之內(nèi),同時都優(yōu)越與傳統(tǒng)的PID控制方式。通過比較得出SMITH控制器比焓值計算控制器,調(diào)節(jié)時間要短,抗擾動能力強,主汽溫度波動范圍小。本文設(shè)計的過熱器溫度控制方案,能夠適應(yīng)循環(huán)流化床鍋爐在穩(wěn)態(tài)運行與負荷變化運行各種工況,具有較好的控制效果。提出的控制方案具有控制精度高,維護方便等特點。本文的研究工作可以為循環(huán)流化床鍋爐過熱蒸汽溫度控制方案設(shè)計和工程應(yīng)用提供理論和實踐指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：過熱汽溫 SMITH控制 串級前饋控制 焓計算
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM621.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-14
• 1.1 課題研究的意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況11-13
• 1.3 論文的研究內(nèi)容13-14
• 第二章 過熱器控制模型的建立14-24
• 2.1 循環(huán)流化床鍋爐簡介14-15
• 2.2 過熱器工作原理15-17
• 2.2.1 循環(huán)流化床鍋爐及過熱器配置情況簡介15-16
• 2.2.2 介質(zhì)流程16-17
• 2.3 影響過熱器溫度的因素分析17-18
• 2.3.1 過熱器受熱流程17
• 2.3.2 蒸汽流量與過熱器溫度的關(guān)系17-18
• 2.3.3 煙氣溫度與過熱汽溫的關(guān)系18
• 2.4 過熱器等效方法18-22
• 2.4.1 汽溫對減溫水的延遲響應(yīng)19
• 2.4.2 汽溫在減溫作用下的慣性時間19-20
• 2.4.3 過熱器減溫控制純延遲時間20-21
• 2.4.4 減溫器前后溫度的關(guān)系21-22
• 2.5 流經(jīng)過熱器的蒸汽的焓增量22-23
• 2.6 過熱器模型23-24
• 第三章 過熱蒸汽溫度的控制方法24-30
• 3.1 SMITH與串接PID結(jié)合控制24-28
• 3.1.1 史密斯預(yù)估器24
• 3.1.2 基于新華DCS的史密斯控制器24-26
• 3.1.3 史密斯加前饋控制26
• 3.1.4 能量平衡前饋26-28
• 3.2 基于焓計算配合PID的控制28-30
• 3.2.1 熱力性質(zhì)計算模塊28
• 3.2.2 基于焓計算配合PID的控制28-30
• 第四章 控制方法實驗驗證30-44
• 4.1 實驗平臺簡介30
• 4.2 實驗注意事項及基本條件30-31
• 4.3 過熱器模型參數(shù)獲取31-32
• 4.3.1 總延遲時間31
• 4.3.2 SMITH預(yù)估器參數(shù)31-32
• 4.4 SMITH與串接PID結(jié)合控制實驗32-35
• 4.5 焓計算配合PID的控制的實驗驗證35-38
• 4.6 SMITH配合加前饋控制的PID控制實驗38-42
• 4.7 SMITH加前饋與傳統(tǒng)PID控制的比較42-44
• 第五章 總結(jié)44-46
• 參考文獻46-49
• 致謝49

【參考文獻】

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本文編號：960613