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探究燃气发电锅炉和汽轮机节能及运行管理

中国金属通报 2023年第4期 222-224页

作者：刘猛河钢集团邯宝钢铁有限公司能源中心

目前,锅炉汽轮机在运行过程中出现了能源消耗增加和对生态环境破坏等问题。由于锅炉汽轮机的实际作用非常关键,因此加强对其运行中能量损耗的控制至关重要。为此,有必要深入研究汽轮机改造策略,强化运行管理,不断提高汽轮机运行效率。... 详细信息

目前,锅炉汽轮机在运行过程中出现了能源消耗增加和对生态环境破坏等问题。由于锅炉汽轮机的实际作用非常关键,因此加强对其运行中能量损耗的控制至关重要。为此,有必要深入研究汽轮机改造策略,强化运行管理,不断提高汽轮机运行效率。在实践中,企业需要根据实际环境,采用合理和适当的措施和方法,在各个环节贯彻执行高效的改造策略,引入创新的节能技术,并将日常运行管理工作落实到位。这不仅可以降低锅炉汽轮机的能源消耗,同时也可以在维持最佳状态的同时,全力发挥锅炉汽轮机的应用效果,大力促进工业和电力行业的可持续发展。

关键词：燃气发电锅炉汽轮机节能运行管理

基于隐式广义预测控制的燃气发电锅炉主气压控制策略研究

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基于隐式广义预测控制的燃气发电锅炉主气压控制策略研究

作者：余海安徽工业大学

学位级别：硕士

主蒸汽压力是表征锅炉运行状况的重要被控参数,是衡量锅炉蒸汽产量与负荷是否匹配的重要指标,它反映了燃烧过程中的能量供求关系。锅炉燃烧控制系统的主要任务就是根据汽轮机负荷来调整燃料量,使得能量输出与能量输入保持平衡,而平衡的... 详细信息

主蒸汽压力是表征锅炉运行状况的重要被控参数,是衡量锅炉蒸汽产量与负荷是否匹配的重要指标,它反映了燃烧过程中的能量供求关系。锅炉燃烧控制系统的主要任务就是根据汽轮机负荷来调整燃料量,使得能量输出与能量输入保持平衡,而平衡的标志就是主蒸汽压力能否保持稳定。由于冶金燃气发电锅炉采用的燃料是钢铁企业生产过程中产生的大量高炉和转炉煤气,它的压力和热值波动较大,故造成主汽压难以控制稳定。因此,开展燃气发电锅炉主汽压控制技术的研究,对于保证锅炉设备的安全稳定运行,提高企业经济效益具有重要意义。本文以涟钢冶金自备电厂150t燃气发电锅炉为研究对象,通过分析锅炉工艺、主汽压影响因素和控制要求,确定以煤气量为输入量建立主汽压控制系统。对现场采集到的煤气量和主汽压力值数据进行剔除异值、平滑处理等预处理后,使用遗忘因子递推最小二乘法（FFRLS）进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型。在此基础上,根据广义预测控制理论建立主汽压的PI型隐式广义预测控制系统,在目标函数中增加PI结构,提高鲁棒性。利用MATLAB对控制算法进行仿真研究,结果表明,相比串级PID和Smith预估补偿控制,该方案在模型适配和模型失配时具有更好的控制效果,主汽压基本无超调。最后,设计燃气锅炉优化控制系统,对相应的软件开发和工业组态进行设计,工业现场投运结果表明,该系统具有良好的控制效果。

关键词：燃气发电锅炉主汽压控制在线辨识遗忘因子递推最小二乘法 PI型隐式广义预测控制

基于改进的隐式广义预测控制在燃气发电锅炉主汽压中的应用

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河北科技大学学报 2020年第5期41卷 399-407页

作者：王胜陈雨薇徐帅章家岩冯旭刚安徽工业大学电气与信息工程学院安徽马鞍山243032

针对燃气发电锅炉主汽压控制系统存在非线性、模型参数不确定等问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制策略。首先,使用遗忘因子递推最小二乘法进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型;其次,在常规广义预测控制理论基础上建立主汽... 详细信息

针对燃气发电锅炉主汽压控制系统存在非线性、模型参数不确定等问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制策略。首先,使用遗忘因子递推最小二乘法进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型;其次,在常规广义预测控制理论基础上建立主汽压的隐式广义预测控制系统,简化控制算法,通过在目标函数中增加PI结构,提高系统的鲁棒性。仿真结果表明,相比串级PID和常规隐式广义预测控制,所提控制策略在模型适配时调节时间最多减少20 s,模型失配时超调量最多减少5.08%,调节时间最多降低36 s,系统鲁棒性和抗干扰能力增强;工程应用表明,使用所提策略后主汽压控制偏差在±0.2 MPa之间,控制精度显著提高。改进的隐式广义预测控制较好地满足了工业生产中对主汽压的控制要求,具有较高的研究和应用价值。

关键词：系统辨识燃气发电锅炉主汽压遗忘因子递推最小二乘法隐式广义预测控制

35t／h燃气发电锅炉炉膛爆炸事故原因分析及改进建议

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特种设备安全技术 2007年第2期 27-28页

作者：杨群峰曹颖梁峰谭兆强济宁市特种设备检验所山东济宁272000

济宁市近期发生了一台燃气锅炉炉膛爆炸事故，该锅炉参数为蒸发量35t／h，主蒸汽压力3．82MPa，主蒸汽温度450℃，锅炉结构为双锅筒横置式，炉膛采用膜式壁．锅筒与对流管束采用胀接连接。

关键词： 35t/h 燃气发电锅炉炉膛爆炸事故原因分析

基于IGPC的火力发电机组主汽温预测控制策略

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中国电机工程学报 2022年第9期42卷 3307-3316页

作者：冯旭刚张泽辰刘圣晶章家岩安徽工业大学安徽省马鞍山市243032

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发... 详细信息

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发电锅炉主汽温控制系统的隐式广义预测控制策略,通过建立主汽温预测模型,使用滚动优化对目标函数进行输出预测,构建最优控制律,并采用反馈校正在线修正预测值。仿真结果表明,与常规的串级比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制、动态矩阵控制和Smith预估补偿控制策略相比,在模型适配施加干扰的情况下,所设计的控制策略在67s左右达到设定值,超调量仅为4.28%;在模型失配情况下,施加干扰的调节时间为78.8s,超调量仅为8.66%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差在±7℃左右,其稳定性得到了较大的改善,有效满足燃气发电锅炉主汽温控制系统的实际要求,该策略提高了控制系统的鲁棒性。

关键词：燃气发电锅炉主蒸汽温度隐式广义预测控制稳定性鲁棒性

基于神经网络及智能混合优化算法发电锅炉燃烧控制系统建模与设计

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基于神经网络及智能混合优化算法发电锅炉燃烧控制系统建模与设计

作者：张子蒙安徽工业大学

学位级别：硕士

我国电力能源主要依靠煤炭火力发电来供给,而煤炭作为一次能源,其利用率仅33%左右。其次,火力发电不仅要消耗大量的一次能源,还会产生烟尘、SO、氮氧化物等污染物,造成严重的环境污染。因此,随着电力需求的不断增长,环保和能源危机的日... 详细信息

我国电力能源主要依靠煤炭火力发电来供给,而煤炭作为一次能源,其利用率仅33%左右。其次,火力发电不仅要消耗大量的一次能源,还会产生烟尘、SO、氮氧化物等污染物,造成严重的环境污染。因此,随着电力需求的不断增长,环保和能源危机的日益加剧,开展燃气锅炉燃烧优化控制技术研究,对电力生产企业降本增效、节能环保、提高社会经济效益具有重要意义。针对目前国内火力发电锅炉存在的大能耗、高排放问题,本文以涟源钢铁集团公司23MW发电机组燃气锅炉为研究对象,建立基于NO排放和锅炉效率为输出的神经网络预测控制模型,然后采用多种寻优算法对模型进行寻优,并在此基础上设计一套燃气锅炉智能燃烧优化系统。根据发电机组燃气锅炉节能减排技术改造项目的需要,本文首先分析燃气锅炉的工艺原理、影响锅炉效率和NO排放的因素,进而提出燃气锅炉的优化要求和总体设计方案。然后利用BP网络和RBF网络对非线性函数进行拟合预测,经仿真对比分析后,选用预测效果较好的RBF网络进行建模。接着采用人工鱼群、粒子群、人工鱼群粒子群混合算法分别对模型进行寻优仿真,经过比较三种寻优算法的优劣,选择人工鱼群粒子群混合算法进行寻优。最后,本文基于前期的理论分析和算法仿真,设计了燃气锅炉智能燃烧优化控制系统,并将其投运到生产运行中。运行结果表明,智能燃烧优化系统对锅炉效率可提高4.32%,同时对NO排放量可降低7.47 mg/m,满足NO排放量50mg/m以下的要求,从而起到节能降耗的作用,满足燃气锅炉对节能和减排的需要。

关键词：燃气发电锅炉 RBF神经网络人工鱼群粒子群混合算法锅炉效率 NOx排放

基于反演滑模的火力发电机组主汽温自适应控制策略

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安徽工业大学学报（自然科学版） 2022年第1期39卷 60-67页

作者：王耀和王胜张林周大慧张泽辰冯旭刚章家岩铜陵有色金属集团有限公司动力厂安徽铜陵244000 安徽工业大学电气与信息工程学院安徽马鞍山243032

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统存在的强干扰和不确定性问题,利用滑模控制对系统参数变化和扰动不灵敏的优点,提出一种基于反演滑模控制和自适应算法相结合的主汽温优化控制策略。将主汽温控制过程中存在的干扰和不确定性归结... 详细信息

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统存在的强干扰和不确定性问题,利用滑模控制对系统参数变化和扰动不灵敏的优点,提出一种基于反演滑模控制和自适应算法相结合的主汽温优化控制策略。将主汽温控制过程中存在的干扰和不确定性归结为系统的总干扰,通过设计李雅普诺夫函数和虚拟控制量,逐步回推出反演滑模控制一级减温粗调控制器;在此基础上,采用自适应算法对系统总干扰进行估计,并设计出自适应反演滑模控制二级减温细调控制器。MATLAB仿真结果表明:与常规PID和反演滑模控制策略相比,所提策略的调节时间可减少126.9 s,超调量可降低20.1%,系统抗干扰及鲁棒性能得到有效提升。工程应用结果表明:所提策略的主汽温控制偏差小于±4℃,系统稳定性和抗干扰能力显著提高。

关键词：燃气发电锅炉主汽温滑模控制自适应算法