本文關(guān)鍵詞：大型循環(huán)流化床鍋爐床溫建模與優(yōu)化控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：循環(huán)流化床鍋爐(CFB)燃燒技術(shù)作為一種高效的潔凈煤燃燒技術(shù),已成為傳統(tǒng)燃煤鍋爐的有益補償,具有廣闊的發(fā)展前景。在小容量的循環(huán)流化床鍋爐中,燃燒系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)的投入率低一直是困擾著實際運行的問題。一方面是人們對于CFB鍋爐內(nèi)部機理的了解還不夠全面深入,另一方面自動控制的系統(tǒng)也還有很大的改進和優(yōu)化余地。隨著CFB鍋爐的大型化成為趨勢,深入了解其燃燒系統(tǒng)和設(shè)計好控制系統(tǒng)的要求就顯得更加迫切了。CFB鍋爐內(nèi)部是分布參數(shù)、時變、非線性和多變量耦合的復(fù)雜過程。床溫是為燃燒系統(tǒng)的核心控制性能指標之一。它與很多因素相互耦合,尤其與主汽壓力的耦合效應(yīng)最為嚴重。正確對其進行建模和優(yōu)化控制對于CFB鍋爐的安全和穩(wěn)定運行具有重要意義。 本課題以下述幾個方面的研究工作作為主要內(nèi)容： 1.在前人研究成果和對CFB鍋爐內(nèi)部燃燒、傳熱和流動過程認識的基礎(chǔ)上,將大型循環(huán)流化床鍋爐沿中心線分為左右側(cè)。每一側(cè)沿爐膛高度又劃分為密相區(qū)、過渡區(qū)和稀相區(qū)。在各個區(qū)域內(nèi)通過列寫氧量、殘?zhí)苛�、床料質(zhì)量和能量平衡方程,建立圍繞以床溫為輸出,給煤量和一次風(fēng)量為輸入的動態(tài)數(shù)學(xué)模型。通過擾動響應(yīng)和現(xiàn)場歷史數(shù)據(jù)的比較驗證模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上,仿真驗證了循環(huán)流化床鍋爐兩側(cè)支腿的不平衡物料橫向流動現(xiàn)象對床溫對象的影響。 2.針對床溫對象和主蒸汽壓力的耦合特性,對該具有強耦合、大遲延、大慣性的穩(wěn)定雙輸入雙輸出系統(tǒng)應(yīng)用多變量內(nèi)模思想進行解耦控制。文中分別詳細討論了基于P規(guī)范型解耦環(huán)節(jié)和基于V規(guī)范型解耦環(huán)節(jié)的多變量解耦控制其設(shè)計方法。討論了其中涉及到的降階方法、遲延項逼近方法等。對于P規(guī)范型解耦控制器,文中提出對解耦濾波器形式進行改進以加快系統(tǒng)響應(yīng)的方法。對于V規(guī)范型解耦控制器,研究了兼顧解耦和零穩(wěn)態(tài)偏差的設(shè)計方法。提出將改進的IMC結(jié)構(gòu)拓展到多變量控制中,并與V規(guī)范型解耦環(huán)節(jié)結(jié)合的控制手段。在兩種控制方法的設(shè)計過程中,提出同時考慮輸出量和控制器輸出的綜合控制性能優(yōu)化指標用于整定濾波器參數(shù)。將兩種控制方法應(yīng)用于循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)的解耦控制,仿真結(jié)果驗證了其有效性。
【關(guān)鍵詞】：循環(huán)流化床鍋爐 床溫 動態(tài)模型 解耦 內(nèi)模控制
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK229.66
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題研究背景10-15
• 1.1.1 引言10-11
• 1.1.2 國內(nèi)外循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況11-13
• 1.1.3 循環(huán)流化床鍋爐控制的特點及難點13-15
• 1.2 CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)建模研究現(xiàn)狀概述15-17
• 1.3 CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)控制研究現(xiàn)狀概述17-20
• 1.4 課題研究內(nèi)容20-21
• 第2章 循環(huán)流化床鍋爐床溫控制對象及特性21-31
• 2.1 CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)及其組成21-23
• 2.1.1 燃燒系統(tǒng)的基本組成21-22
• 2.1.2 燃燒系統(tǒng)的基本工作過程22-23
• 2.2 循環(huán)流化床鍋爐的工作原理及特點23-24
• 2.3 床溫控制對象的特點與調(diào)節(jié)24-27
• 2.4 四川白馬300MW循環(huán)流化床鍋爐介紹27-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 循環(huán)流化床鍋爐床溫動態(tài)模型的研究31-51
• 3.1 CFB床溫動態(tài)模型32-34
• 3.2 床溫動態(tài)模型建立34-43
• 3.2.1 爐膛模型34-41
• 3.2.2 分離器模型41-42
• 3.2.3 外置床能量平衡42-43
• 3.3 模型仿真驗證43-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第4章 基于多變量內(nèi)模解耦的CFB鍋爐床溫控制策略研究51-106
• 4.1 解耦原理概述51-64
• 4.1.1 耦合度分析方法51-56
• 4.1.2 常用解耦方法56-59
• 4.1.3 解耦控制說明59-60
• 4.1.4 P、V規(guī)范型被控對象和解耦環(huán)節(jié)60-64
• 4.2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)多變量IMC控制器設(shè)計64-104
• 4.2.1 IMC控制原理65-70
• 4.2.2 多變量IMC控制器的設(shè)計70-75
• 4.2.3 CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)改進IMC控制器設(shè)計(改進方法1)75-80
• 4.2.4 仿真結(jié)果與分析80-87
• 4.2.5 CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)改進IMC控制器設(shè)計(改進方法2)87-98
• 4.2.6 仿真結(jié)果與分析98-104
• 4.3 本章小結(jié)104-106
• 第5章 結(jié)論與展望106-109
• 5.1 結(jié)論106-107
• 5.2 展望107-109
• 參考文獻109-115
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文115-116
• 致謝116

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：大型循環(huán)流化床鍋爐床溫建模與優(yōu)化控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：351952