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基于PI-DMC算法的循环流化床床温控制系统研究

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热力发电 2013年第11期42卷 116-120页

作者：刘长良李菲菲华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京100085 华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

针对循环流化床(CFB)床温的大惯性和时变性特点,提出了一种PI-DMC算法。PI控制器根据实际输出与预测输出的偏差修正动态矩阵控制(DMC)控制器的输出,以减小实际系统与预测模型间的输出偏差,从而降低模型与实际系统的失配以及干扰对控制... 详细信息

针对循环流化床(CFB)床温的大惯性和时变性特点,提出了一种PI-DMC算法。PI控制器根据实际输出与预测输出的偏差修正动态矩阵控制(DMC)控制器的输出,以减小实际系统与预测模型间的输出偏差,从而降低模型与实际系统的失配以及干扰对控制系统的影响,提高系统的鲁棒性及抗干扰能力。仿真结果表明,该控制方法能够很好地适应CFB床温的动态特性变化,且控制品质优于常规PID和传统DMC控制。

关键词： CFB 床温控制 PI-DMC算法预测控制 PID控制

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基于继电反馈PID参数整定的床温控制系统

自动化与仪表 2013年第5期28卷 40-42,46页

作者：刘威惠德时代能源科技(北京)有限公司北京100098

对循环流化床锅炉床温控制过程进行了分析,介绍了床温过程的原始控制策略,分析了影响床温的主要因素,根据这些因素设计基于继电反馈的模型辨识及PID参数自整定的床层温度控制器,给出了在该控制器下实际动态品质及参数优化结果,证明该控... 详细信息

对循环流化床锅炉床温控制过程进行了分析,介绍了床温过程的原始控制策略,分析了影响床温的主要因素,根据这些因素设计基于继电反馈的模型辨识及PID参数自整定的床层温度控制器,给出了在该控制器下实际动态品质及参数优化结果,证明该控制器在热工控制中具有推广的可行性。

关键词：床温控制继电反馈 PI D参数自整定循环流化床锅炉

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火电厂循环流化床锅炉床温控制的优化分析

中国设备工程 2023年第20期 94-96页

作者：李建华国能宁东第一发电有限公司宁夏银川750000

循环流化床锅炉因其燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节性好、投资少、日常运营成本低等显著优势,为油页岩、城市垃圾等难燃固体燃料资源开发提供了全新思路。床温是循环流化床锅炉安全、稳定、经济的一个重要参数。本文对火电厂循环... 详细信息

循环流化床锅炉因其燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节性好、投资少、日常运营成本低等显著优势,为油页岩、城市垃圾等难燃固体燃料资源开发提供了全新思路。床温是循环流化床锅炉安全、稳定、经济的一个重要参数。本文对火电厂循环流化床锅炉床温控制的优化进行分析,总结影响循环流化床锅炉床温的因素,包括给煤量、一次风量与二次风量、煤质、煤炭颗粒、返料温度与返料量以及床压,并且提出有效控制措施,确保循环流化床锅炉床温稳定。

关键词：火电厂循环流化床锅炉床温控制优化

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循环流化床床温控制系统及其参数优化研究

循环流化床床温控制系统及其参数优化研究

作者：于美玲东北大学

学位级别：硕士

随着我国的社会经济和城市的蓬勃发展,城市产生大量污水和污泥,而污泥中含有大量的有毒物质,随意堆放存在二次污染风险。而循环流化床焚烧污泥具有高效、低污染、燃烧适应性广,且焚烧污泥处理速度快,处理后的污泥体积小,经脱水污泥的热... 详细信息

随着我国的社会经济和城市的蓬勃发展,城市产生大量污水和污泥,而污泥中含有大量的有毒物质,随意堆放存在二次污染风险。而循环流化床焚烧污泥具有高效、低污染、燃烧适应性广,且焚烧污泥处理速度快,处理后的污泥体积小,经脱水污泥的热值可回收其热量,因此越来越受到人们的关注。本文以杭州七格污水处理厂100t/d污泥焚烧示范工程为研究背景,深入研究了循环流化床床温控制系统,床层温度是一个直接影响焚烧炉能否安全连续运行的重要控制参数,而且关系到Ca/S、NOX以及CO排放量。通过分析杭州七格污泥特性,发现脱水的七格污泥含有大量的热值,且与淮北烟煤具有相反的燃烧特性,适当的改变污泥的投加量有助于减少辅助燃料,并进行污泥与煤的掺烧研究,得到不同比例的污泥与煤掺烧污泥失重曲线;同时分析了影响床温的诸多因素,构建了床温控制系统,并建立了床温控制系统的模型。由于循环流化床床温控制系统是一种具有时变特性和时滞特性的复杂控制系统,为了更精确的控制床层温度,避免其发生大的波动,以达到良好的控制效率,本文引入增益自适应Smith预估器改善滞后特性对系统的不良影响,同时由于床温控制系统的时滞参数变化范围较大,而系统的控制精度要求较高,现场运行人员只能根据经验来改变参数,反复试凑工作量较大,耗费大量的时间和精力,在实际应用中需对PID参数进行调节而获得最优效果的控制器参数,所以本文在增益自适应Smith预估器基础上引入遗传算法对控制器参数进行寻优。最后,通过仿真分析了基于增益自适应Smith预估器的遗传算法优化床温控制器参数在系统的参数发生较大波动时的床温跟踪特性,结果表明,本文采用的控制算法对系统参数变化具有较强的适应能力,能实现很好的温度控制效果。

关键词：循环流化床床温控制 Smith预估器遗传算法

浅谈330MW循环流化床锅炉改造及床温控制技术的应用

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东方锅炉 2015年第2期 5-11页

作者：宋刚姚精勤杨虎周棋王鹏赵振琪东方锅炉淮南矿业

某电厂2×330MW循环流化床锅炉是东方锅炉设计制造的第二代300MW等级产品，该电厂在投产初期运行参数与设计相符合。随着燃料特性的变化及环保要求的提高，电厂运行生产难以满足需要。为此，东方锅炉股份有限公司实施了改造方案，增加... 详细信息

某电厂2×330MW循环流化床锅炉是东方锅炉设计制造的第二代300MW等级产品，该电厂在投产初期运行参数与设计相符合。随着燃料特性的变化及环保要求的提高，电厂运行生产难以满足需要。为此，东方锅炉股份有限公司实施了改造方案，增加水冷蒸发屏、改进分离器中心筒、排渣系统和吹灰系统，使锅炉床温得到大幅度降低，有效改善物料循环，污染物排放得到有效控制，设备安全性和可靠性得到极大提高。

关键词： 330MW CFB 改造床温控制

基于分数阶PIλDμ控制器的多变量循环流化床锅炉床温控制系统研究

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基于分数阶PIλDμ控制器的多变量循环流化床锅炉床温控制系统研究

作者：杨宣中国矿业大学

学位级别：硕士

循环流化床锅炉床温控制系统是一个大滞后、非线性、强扰动、时变、多变量耦合的热力系统,它的内部还进行着传热、气固两相流动、燃烧等过程。况且它还受到多种扰动,在多种扰动下,又适应变负荷的情况,对于循环流化床锅炉床温系统的控制... 详细信息

循环流化床锅炉床温控制系统是一个大滞后、非线性、强扰动、时变、多变量耦合的热力系统,它的内部还进行着传热、气固两相流动、燃烧等过程。况且它还受到多种扰动,在多种扰动下,又适应变负荷的情况,对于循环流化床锅炉床温系统的控制始终没能更好的处理,实际运行中主要用常规PID控制算法进行控制,其自动投入率低、抗扰性差、鲁棒性能不好。和整数阶PID控制器不同的是,分数阶PID控制器增加了两个可调参数λ和μ,拥有比之前更多的稳定域和调节范围,对于循环流化床锅炉床温被控对象这种大延迟、大惯性的热工对象具有更好的控制品质和鲁棒性能。截止目前,基于分数阶微积分的热工控制研究文献还较少,将分数阶PID控制器用在循环流化床锅炉这类的热工系统就更少了。所以本文引入分数阶PID控制器,应用在循环流化床锅炉床温控制系统上,设计控制精度更好的控制器。本文主要是做了以下几方面的工作。1.综述了分数阶控制器的种类、整定方法以及循环流化床锅炉控制现状。对分数阶微积分学理论几个重要的函数进行了仔细介绍,同时阐述分数阶三类不同的定义,给出了大量实例。针对一种应用广泛的75t/h循环流化床锅炉床温系统模型,对该模型进行了分析,详细的讨论了各种变量对床温系统的影响。2.提出了一种应用于循环流化床锅炉床温系统的分数阶PID控制器。对该分数阶PID控制器的5个参数进行了变量分析,以了解其对分数阶PID控制器的性能影响。在此基础上,针对目前用于分数阶PID控制器整定方法还多数使用相位裕度法和幅值裕度法求取控制参数,该方法操作较为繁琐,不适用于工程整定,本文介绍了几种较为简单的工程整定方法,并将该方法用于循环流化床锅炉床温控制系统,进行了性能分析和比较,得到了一种较好的工程整定方法。3.提出了一种应用于多变量循环流化床锅炉床温主汽压分数阶PID控制策略。针对目前对循环流化床锅炉床温控制还处于单变量回路控制的状况,本文在分析前人方法的基础上,并把逆解耦的方法引入其中,设计了一种用于多变量循环流化床锅炉床温主汽压控制的分数阶PID控制器系统。4.提出了一种改进PSO算法用于寻优分数阶PID控制器,并将该最优控制器应用在多变量循环流化床锅炉床温主汽压控制系统上。详细的分析了该改进方法的优缺点,对一些指标进行了细化讨论,并对该最优控制器进行了模型适应性、抗扰性实验、变负荷实验、蒙特卡洛实验等。

关键词：床温控制循环流化床锅炉分数阶PIλDμ控制多变量控制

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循环流化床机组床温控制模型研究

山西电力 2014年第2期 58-60页

作者：刘浩高飞张宇武乡西山发电有限责任公司山西长治046300 国网山西省电力公司计量中心山西太原030001 国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001

阐述了循环流化床锅炉的原理和床温控制在循环流化床锅炉控制的重要性,分析了影响床温控制的各种因素及其原因,就影响床温的两个重要参数(给煤量和一次风量)进行了建模研究,并通过对现场得到的数据进行推导,得出了给煤量-床温和一次风量... 详细信息

阐述了循环流化床锅炉的原理和床温控制在循环流化床锅炉控制的重要性,分析了影响床温控制的各种因素及其原因,就影响床温的两个重要参数(给煤量和一次风量)进行了建模研究,并通过对现场得到的数据进行推导,得出了给煤量-床温和一次风量-床温两个数学模型,并对这两个模型进行了验证,证明了其正确性。

关键词：循环流化床锅炉床温控制建模

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循环流化床床温控制技术研究

循环流化床床温控制技术研究

作者：胡正勇重庆大学

学位级别：硕士

循环流化床锅炉是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧技术,其主要特点在于具有燃料适应性广、SO和NO排放量低、燃料预处理系统简单、负荷调节性能好等优点,因此在国际上得到迅速的商业推广,在国内也有上千台各种循... 详细信息

循环流化床锅炉是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧技术,其主要特点在于具有燃料适应性广、SO和NO排放量低、燃料预处理系统简单、负荷调节性能好等优点,因此在国际上得到迅速的商业推广,在国内也有上千台各种循环流化床锅炉投入运行。但是,迄今为止循环流化床锅炉仍然是一种工艺上不断改进和完善的新型锅炉。它的主要特点是物料(燃料及脱硫剂)经多次循环,反复进行燃烧和脱硫反应,物料在燃烧过程中处于流化状态。循环流化床的燃烧过程具有高度的非线性、不确定性、时变和大滞后及多变量耦合严重等复杂特性,从而使得循环流化床锅炉的热工自动控制,特别是燃烧控制十分困难。床温是循环流化床锅炉燃烧控制系统中的一个重要参数,从锅炉的实际运行情况看,一般能有效地除去SO和减少NO排放的最佳床温是850℃—900℃左右,床温过低不但使锅炉的燃烧效率下降,而且使锅炉运行不稳定,容易产生熄火;床温过高会使脱硫效率下降,使SO和NO的排放量增加,同时使锅炉造成结焦,物料无法循环流化燃烧,所以床温影响到整个锅炉的安全、经济运行,同时又影响到锅炉运行的环境效果。但床温又受到多因素的影响,包括料层厚度、煤质、空气量、物料循环量、给煤量、负荷变化等都会引起床温的波动,其中主要因素是给煤量、空气量和物料循环量。为了保证床温控制的稳定性和可靠性,本文对床温测量仪表及其补偿技术、床温信号的检测与求取、床温的控制策略等循环流化床的控制技术进行了研究。床温的准确测量是实现床温控制的重要环节,是保证床温控制稳定、可靠运行的前提。床温的测量是床温控制系统的组成部分,床温信号通常是通过布置在炉床各处的床温测量仪表来检测的。针对常用的床温测量仪表在实际运行中存在的耐物料高温冲击性能差、测温元件易产生硫蚀,从而造成床温测量仪表测温精度下降、床温的控制不稳定、测量仪表使用寿命短、经济性差等问题,本文通过对床温测量仪表的基本理论进行分析,对炉床内的工况环境进行研究,确定了床温测量仪表的各项性能指标,找出相应的解决措施,从床温测量仪表的结构设计上、测温元件的选择上和保护管新材料的应用等方面着手,研制出具有较高稳定性、可靠性和具有一定经济性以及较长使用寿命的床温测量仪表。同时为了保证测量精度,本文还对床温测量仪表的补偿技术和误差进行了分析;为了增加可靠性,在设计上采用了冗余设计,即多设几个测温点。另外本文对循环流化床的热工控制方案和控制系统的实现进行了介绍,重点

关键词：循环流化床锅炉床温床温控制床温测量仪表

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循环流化床锅炉床温控制系统的应用研究

循环流化床锅炉床温控制系统的应用研究

作者：陈亮华北电力大学

学位级别：硕士

床层温度是循环流化床锅炉生产运行中的重要参数,会直接影响机组的安全性和经济性。由于循环流化床锅炉床温对象具有大惯性,大迟延,强耦合等特点,其控制系统的设计是热工过程控制领域的难点问题。本文首先应用数据融合思想设计出床温... 详细信息

床层温度是循环流化床锅炉生产运行中的重要参数,会直接影响机组的安全性和经济性。由于循环流化床锅炉床温对象具有大惯性,大迟延,强耦合等特点,其控制系统的设计是热工过程控制领域的难点问题。本文首先应用数据融合思想设计出床温多点数据融合处理系统,将其应用在工业现场,并同传统床温数据处理方法做了对比试验和扰动试验,证明了床温过程量数据融合处理系统的优越性。然后,结合循环流化床能量平衡模型和现场试验,求出床温被控对象的传递函数,在此基础上,针对床温对象大滞后大惯性的特点,设计了模糊-PD参数自整定床温控制系统,并同传统PID床温控制方法一同做对比仿真试验,仿真结果表明模糊-PD参数自整定控制系统能够有效提高床温的控制品质。最后,根据工业现场床温和主汽压存在强耦合作用的客观情况,有针对性地提出模糊前馈解耦方法,并同床温过程量数据融合处理系统和模糊-PID参数自整定床温控制系统一起应用在工业现场中,与传统控制方法的对比试验表明,投入模糊前馈解耦控制回路的模糊PID参数自整定控制系统削弱了床温和主汽压之间的耦合作用,有效提高了床温的控制品质。

关键词：循环流化床床温控制数据融合 PID控制模糊控制