本文關鍵詞：惡劣工況下鍋爐燃燒閉環(huán)優(yōu)化控制與能效分析研究

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【摘要】：燃煤工業(yè)鍋爐每年消耗煤炭占總消耗量的三分之一,是高耗能工業(yè)行業(yè)。我國的工業(yè)鍋爐燃燒工況較為惡劣、難以建立精確模型、鍋爐熱效率低、自動化水平不高,能源消耗嚴重。近年來工業(yè)鍋爐計算機技術的迅速發(fā)展及各種優(yōu)化控制算法的應用,使鍋爐自動優(yōu)化控制得以實現(xiàn),提高了鍋爐燃燒效率。本文以青島某熱電廠鍋爐改造項目為研究對象,針對鍋爐運行過程中存在的“工況惡劣、模型復雜、控制簡單、評測滯后”等問題,研究惡劣工況下鍋爐實時閉環(huán)優(yōu)化控制算法設計與在線能效評測系統(tǒng)建立。系統(tǒng)能夠滿足廠家提出的不停爐改造、保證汽包水位穩(wěn)定、保證鍋爐經(jīng)濟安全穩(wěn)定燃燒、具有能效分析功能、提供報表與一鍵復位六項要求。首先,本文在另一臺監(jiān)控主機上利用力控組態(tài)軟件設計監(jiān)控界面,監(jiān)控界面能夠實時顯示鍋爐運行數(shù)據(jù)。同時設計了主從監(jiān)控主機權限切換、心跳信號、參數(shù)超限報警、一鍵復位等功能來確保整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。其次,設計OPC接口,實現(xiàn)力控組態(tài)軟件與DCS的數(shù)據(jù)連通。對力控組態(tài)軟件自帶的OPC客戶端進行配置,與浙大中控JX-300XP DCS的OPC服務器連通。融合鍋爐燃燒機理信息,對通過DCS獲取的鍋爐運行數(shù)據(jù)進行分析處理,確定模糊控制規(guī)則。然后,利用C#編寫能效分析模塊和優(yōu)化閉環(huán)控制模塊。能效分析模塊采用正平衡法和反平衡法分析鍋爐效率,并將結果傳送給優(yōu)化控制模塊。優(yōu)化控制模塊通過擬人控制、模糊PID控制、自尋優(yōu)控制等控制算法來應對鍋爐燃燒過程的惡劣工況。最后,通過C#編寫軟件建立鍋爐的在線優(yōu)化與能效評測一體化系統(tǒng),并能夠實現(xiàn)鍋爐自動優(yōu)化控制、運行數(shù)據(jù)實時顯示、鍋爐報警設置、數(shù)據(jù)庫查詢、用戶管理、能效分析等功能。系統(tǒng)不僅能夠利用模糊PID控制解決鍋爐滯后時間長、慣性大等問題,并能夠通過結合能效分析結果優(yōu)化鍋爐燃燒。經(jīng)實例分析驗證,本文設計的結合能效分析的優(yōu)化控制系統(tǒng)能夠適應惡劣的燃燒工況,提高鍋爐的燃燒效率。
【關鍵詞】：鍋爐 優(yōu)化控制 能效分析 模糊PID C#
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK227.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 課題來源12-13
• 1.4 課題研究主要內容13-14
• 第二章 鍋爐工藝流程及控制方法14-21
• 2.1 鍋爐工藝流程14-16
• 2.1.1 鏈條鍋爐簡介14-15
• 2.1.2 鍋爐常規(guī)控制策略15-16
• 2.2 鍋爐控制方法16-20
• 2.2.1 PID控制16-17
• 2.2.2 三沖量控制17-19
• 2.2.3 模糊控制19-20
• 2.3 本章小結20-21
• 第三章 系統(tǒng)設計21-39
• 3.1 系統(tǒng)結構21-22
• 3.2 監(jiān)控系統(tǒng)設計22-23
• 3.3 OPC通訊接口設計23-24
• 3.4 系統(tǒng)功能設計24-27
• 3.4.1 軟件通訊設計25
• 3.4.2 登錄及用戶管理功能設計25
• 3.4.3 參數(shù)實時曲線功能設計25-26
• 3.4.4 數(shù)據(jù)存儲功能設計26-27
• 3.4.5 優(yōu)化控制功能設計27
• 3.4.6 能效分析功能設計27
• 3.5 鍋爐安全運行設計27-28
• 3.5.1 監(jiān)控主機權限切換設計27
• 3.5.2 心跳信號設計27-28
• 3.5.3 參數(shù)超限報警設計28
• 3.5.4 一鍵復位設計28
• 3.5.5 用戶權限設計28
• 3.6 控制策略設計28-35
• 3.6.1 控制方案設計28-31
• 3.6.2 控制方法設計31-35
• 3.7 模糊PID仿真驗證35-38
• 3.8 本章小結38-39
• 第四章 鍋爐優(yōu)化控制實現(xiàn)39-55
• 4.1 監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)39-43
• 4.1.1 監(jiān)控系統(tǒng)界面及功能實現(xiàn)39-42
• 4.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)通訊實現(xiàn)42-43
• 4.2 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)43-49
• 4.2.1 軟件通訊實現(xiàn)43-44
• 4.2.2 登錄及用戶管理功能實現(xiàn)44-45
• 4.2.3 鍋爐重要參數(shù)實時曲線顯示功能實現(xiàn)45
• 4.2.4 數(shù)據(jù)庫相關功能實現(xiàn)45-46
• 4.2.5 優(yōu)化控制功能實現(xiàn)46-47
• 4.2.6 能效分析功能實現(xiàn)47-49
• 4.3 鍋爐安全運行實現(xiàn)49-51
• 4.3.1 監(jiān)控主機權限切換49
• 4.3.2 心跳信號49-50
• 4.3.3 參數(shù)超限報警50-51
• 4.3.4 一鍵復位51
• 4.3.5 用戶權限設置51
• 4.4 模糊控制量化論域選擇51-52
• 4.5 優(yōu)化控制實例52-53
• 4.6 系統(tǒng)的啟動步驟53-54
• 4.7 本章小結54-55
• 第五章 鍋爐能效分析設計55-64
• 5.1 工業(yè)鍋爐能效測試模型55-56
• 5.2 正平衡法56-57
• 5.3 反平衡法57-59
• 5.4 能效分析實例59-63
• 5.4.1 能效分析流程60-61
• 5.4.2 實例圖分析61-63
• 5.5 本章小結63-64
• 第六章 結論64-66
• 6.1 結論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 附錄70-74
• 致謝74-75
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文75-76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 康支霞;張憲;馬永光;王兵樹;;循環(huán)流化床鍋爐床溫控制神經(jīng)網(wǎng)絡動態(tài)建模[J];鍋爐技術;2006年S1期

2 譚蓬;;燃煤鍋爐能效測試及結果分析[J];鍋爐制造;2011年05期

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本文編號：630219