燃煤鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

【摘要】：2002年我國開始電力體制改革，廠網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分離，對電廠實(shí)行競價(jià)上網(wǎng)，電廠為降低發(fā)電成本，提高自身競爭力，需要采用有效的節(jié)能措施。工業(yè)過程的節(jié)能手段主要有硬件節(jié)能、軟件節(jié)能和管理節(jié)能。本論文針對濰坊亞星熱電廠的具體情況，在以下幾個方面進(jìn)行了探索，并取得了預(yù)期效果。 對于硬件節(jié)能，采用新華XDPS-400+集散控制系統(tǒng)對電廠原有DCS系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。對于引風(fēng)機(jī)，采用高壓變頻系統(tǒng)代替原來的風(fēng)門擋板對煙道的風(fēng)量及壓力進(jìn)行控制并對高壓變頻器的性能進(jìn)行MATLAB仿真分析。在新的DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)站，對鍋爐輸入量進(jìn)行優(yōu)化使燃燒處于最優(yōu)狀態(tài)。 對于軟件節(jié)能，本論文在分析汽包水位三沖量控制方法的基礎(chǔ)上，對汽包水位采用了自適應(yīng)PID模糊控制。對于鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，將鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和測試樣本數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，分別利用訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練燃煤鍋爐燃燒過程中的煙氣含氧量的LSSVM模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，利用測試樣本數(shù)據(jù)對所建立的鍋爐燃燒模型進(jìn)行軟測量精度檢驗(yàn)，并對所建模型進(jìn)行現(xiàn)場測試。測試結(jié)果表明所建模型的軟測量相對誤差在5%以內(nèi)，符合測量精度要求。在鍋爐燃燒建模的基礎(chǔ)上，利用遺傳算法對鍋爐燃燒的控制量進(jìn)行尋優(yōu)，使鍋爐煙氣含氧量穩(wěn)定在設(shè)定值，提高鍋爐燃燒效率。對優(yōu)化控制算法進(jìn)行現(xiàn)場測試，測試結(jié)果表明此優(yōu)化算法節(jié)煤率達(dá)1.2%-2.0%。 電廠針對以上幾點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能改造后，鍋爐燃燒性能較以前有了很大程度地提高，但是有些問題還有待進(jìn)一步解決。 【關(guān)鍵詞】：DCS系統(tǒng) 鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù) 煙氣含氧量軟測量 LSSVM建模 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)（華東）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM621.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 DCS 系統(tǒng)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.3 燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 燃煤鍋爐 DCS 系統(tǒng)及引風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析14-31
• 2.1 DCS 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)基本原則14-15
• 2.2 系統(tǒng)硬件配置15-21
• 2.2.1 過程控制站15-20
• 2.2.2 通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)20
• 2.2.3 操作管理系統(tǒng)20-21
• 2.3 系統(tǒng)軟件開發(fā)工具和接口21-22
• 2.4 引風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)22-29
• 2.4.1 引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能分析23-24
• 2.4.2 引風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及高壓變頻器性能仿真分析24-28
• 2.4.3 引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)變頻改造后現(xiàn)場測試結(jié)果分析28-29
• 2.5 鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)站29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 汽包水位控制策略研究與仿真分析31-42
• 3.1 汽包水位干擾因素分析31-33
• 3.2 三沖量汽包水位控制算法33-34
• 3.3 三沖量汽包水位控制算法仿真與分析34-35
• 3.4 汽包水位自適應(yīng) PID 模糊控制算法35-39
• 3.5 汽包水位自適應(yīng) PID 模糊控制算法仿真與分析39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 第4章 燃煤鍋爐煙氣含氧量軟測量建模及現(xiàn)場測試結(jié)果分析42-59
• 4.1 最小二乘支持向量機(jī)（LSSVM）簡介42-46
• 4.1.1 支持向量機(jī)（SVM）簡介42-44
• 4.1.2 最小二乘支持向量機(jī)（LSSVM）理論及推導(dǎo)44-46
• 4.2 遺傳算法（GA）簡介46-48
• 4.3 基于 LSSVM 的煙氣含氧量軟測量48-51
• 4.3.1 煙氣含氧量軟測量意義48-49
• 4.3.2 煙氣含氧量 LSSVM 軟測量模型49-50
• 4.3.3 煙氣含氧量 LSSVM 軟測量模型參數(shù)尋優(yōu)50-51
• 4.4 煙氣含氧量 LSSVM 軟測量建模實(shí)現(xiàn)及現(xiàn)場測試結(jié)果分析51-53
• 4.5 基于 BPNN 的煙氣含氧量軟測量實(shí)現(xiàn)及現(xiàn)場測試結(jié)果分析53-55
• 4.6 基于 RBFNN 的煙氣含氧量軟測量實(shí)現(xiàn)及現(xiàn)場測試結(jié)果分析55-58
• 4.7 本章小結(jié)58-59
• 第5章 燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化控制及現(xiàn)場測試結(jié)果分析59-72
• 5.1 鍋爐熱效率分析59-62
• 5.1.1 鍋爐熱效率的定義59
• 5.1.2 鍋爐熱效率的分析與計(jì)算59-62
• 5.2 基于煙氣含氧量的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化控制方法62-65
• 5.3 燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)及現(xiàn)場測試結(jié)果分析65-71
• 5.3.1 基于 LSSVM 的燃燒優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)及現(xiàn)場測試結(jié)果分析65-68
• 5.3.2 基于 BPNN 的燃燒優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)及現(xiàn)場測試結(jié)果分析68-70
• 5.3.3 基于 RBFNN 的燃燒優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)及現(xiàn)場測試結(jié)果分析70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 總結(jié)與展望72-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78

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