中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)過(guò)程優(yōu)化與節(jié)能控制應(yīng)用研究

【摘要】：鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)是火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，近幾年由于國(guó)家節(jié)能政策的提出，加快了各行業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程，主要表現(xiàn)在設(shè)備的更新與過(guò)程控制系統(tǒng)的優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最大化的節(jié)能并提高經(jīng)濟(jì)效益。本系統(tǒng)以某發(fā)電廠#2機(jī)組（鍋爐）中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)為背景，該系統(tǒng)目前主要依靠操作員根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)出入口壓差和出口溫度的實(shí)時(shí)值判斷磨煤機(jī)的料位（無(wú)料位測(cè)量系統(tǒng)），受到煤質(zhì)變化及操作水平的差異等方面的局限性，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，欠煤、堵煤、超溫、超壓、漏粉等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行，未能達(dá)到穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。 通過(guò)對(duì)制粉控制系統(tǒng)原理分析與研究，針對(duì)強(qiáng)耦合、料位測(cè)量不準(zhǔn)確造成的經(jīng)濟(jì)性能低等特性，提出了采用料位自尋優(yōu)、動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)控制DMC和模糊PID控制相結(jié)合的控制策略，并針對(duì)強(qiáng)耦合采用前饋解耦控制算法，實(shí)現(xiàn)在料位自動(dòng)控制的前提下對(duì)出口溫度與負(fù)壓的解耦控制，首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的磨音信號(hào)、磨機(jī)負(fù)荷等參數(shù)采用料位自尋優(yōu)算法能實(shí)時(shí)搜索磨機(jī)最大出力，使系統(tǒng)始終運(yùn)行在最佳工作點(diǎn)；再根據(jù)系統(tǒng)在最佳工作點(diǎn)的料位控制量，采用前饋解耦控制算法，使出口溫度與壓差信號(hào)之間實(shí)現(xiàn)解耦控制；最后采用DMC動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)PID控制算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)建模，實(shí)時(shí)優(yōu)化以便系統(tǒng)模型更加準(zhǔn)確，控制精度更高。 仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本項(xiàng)目在新華DCS程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，首先，實(shí)現(xiàn)了制粉系統(tǒng)的閉環(huán)自動(dòng)控制，并且料位自尋優(yōu)控制算法的實(shí)現(xiàn)使系統(tǒng)能實(shí)時(shí)搜索料位最佳運(yùn)行點(diǎn)，在工況穩(wěn)定的情況下，能使磨煤機(jī)出力點(diǎn)不斷逼近最大出力點(diǎn)，提高了制粉效率。其次DMC動(dòng)態(tài)矩陣模糊PID控制算法使得控制系統(tǒng)參數(shù)根據(jù)計(jì)算誤差實(shí)時(shí)修正，能適應(yīng)不同工況下出口溫度、入口負(fù)壓以及料位的穩(wěn)定控制，再次通過(guò)前饋解耦控制算法實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的三個(gè)強(qiáng)耦合回路之間的解耦合，提高了系統(tǒng)跟蹤性能、抗擾性能等。通過(guò)系統(tǒng)控制性及經(jīng)濟(jì)性能分析，明顯的降低單耗15%左右，提高制粉出力20%左右，降低磨煤鋼耗10%以上，改善了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平與經(jīng)濟(jì)性能，有待于在實(shí)際中被廣泛應(yīng)用。 【關(guān)鍵詞】：中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng) 最小二乘算法 前饋解耦算法 動(dòng)態(tài)矩陣控制 尋優(yōu)算法
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM621.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題的背景和研究意義10-12
• 1.2 制粉系統(tǒng)的發(fā)展概況12-16
• 1.3 制粉系統(tǒng)的控制難點(diǎn)及控制目標(biāo)16-17
• 1.4 課題研究的內(nèi)容17-19
• 2 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)控制方法研究19-31
• 2.1 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)簡(jiǎn)介19-21
• 2.1.1 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)工藝19-20
• 2.1.2 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)特點(diǎn)20-21
• 2.2 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)工況分析21-25
• 2.2.1 熱風(fēng)量擾動(dòng)對(duì)制粉系統(tǒng)的影響22-23
• 2.2.2 再循環(huán)風(fēng)擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響23-24
• 2.2.3 給煤量擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響24-25
• 2.3 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)料位特性及控制方案25-30
• 2.3.1 制粉系統(tǒng)控制回路原理26-27
• 2.3.2 制粉系統(tǒng)料位特性曲線分析27-28
• 2.3.3 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)控制方案28-30
• 2.4 小結(jié)30-31
• 3 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)建模31-39
• 3.1 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立31-34
• 3.2 遞推最小二乘法建模34-38
• 3.3 小結(jié)38-39
• 4 前饋控制解耦算法研究39-52
• 4.1 常用解耦方法簡(jiǎn)介39-40
• 4.2 前饋控制解耦算法研究40-41
• 4.3 前饋控制解耦算法在制粉系統(tǒng)中的應(yīng)用41-43
• 4.4 前饋解耦控制算法仿真與實(shí)現(xiàn)43-50
• 4.4.1 前饋解耦控制算法仿真43-47
• 4.4.2 前饋解耦控制算法 DCS 軟件實(shí)現(xiàn)47-50
• 4.5 小結(jié)50-52
• 5 基于動(dòng)態(tài)矩陣的預(yù)測(cè)模糊 PID 控制算法研究52-74
• 5.1 DMC 控制算法研究52-55
• 5.1.1 DMC 控制算法簡(jiǎn)介52-53
• 5.1.2 DMC 控制算法原理53-55
• 5.2 模糊 PID 控制算法研究55-58
• 5.3 基于動(dòng)態(tài)矩陣 DMC 的預(yù)測(cè)模糊 PID 算法研究58-63
• 5.3.1 基于動(dòng)態(tài)矩陣 DMC 的預(yù)測(cè)模糊 PID 算法原理58-59
• 5.3.2 基于動(dòng)態(tài)矩陣 DMC 的預(yù)測(cè)模糊 PID 控制器設(shè)計(jì)59-63
• 5.4 智能算法在制粉系統(tǒng)中的應(yīng)用63-69
• 5.5 料位尋優(yōu)控制算法研究69-73
• 5.5.1 料位尋優(yōu)控制算法原理分析69-70
• 5.5.2 料位尋優(yōu)控制算法應(yīng)用70-73
• 5.5.3 料位尋優(yōu)控制算法測(cè)試仿真73
• 5.6 小結(jié)73-74
• 6 中儲(chǔ)式制粉過(guò)程優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)74-89
• 6.1 XDPS 6.0 簡(jiǎn)介74-75
• 6.2 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)75-77
• 6.3 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng) DCS 軟件組態(tài)設(shè)計(jì)77-82
• 6.3.1 變量組態(tài)77-78
• 6.3.2 程序組態(tài)78-79
• 6.3.3 畫(huà)面組態(tài)79-82
• 6.4 優(yōu)化站 OPC 通訊系統(tǒng)82-84
• 6.5 項(xiàng)目系統(tǒng)調(diào)試84-86
• 6.6 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能分析86-88
• 6.6.1 系統(tǒng)控制性能分析86
• 6.6.2 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能分析86-87
• 6.6.3 系統(tǒng)社會(huì)效益分析87-88
• 6.7 小結(jié)88-89
• 7 總結(jié)與展望89-91
• 7.1 總結(jié)89-90
• 7.2 研究展望90-91
• 致謝91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 附錄 1 研究生期間的研究成果96

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噪聲法在球磨機(jī)煤位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    崔寶俠;蘇桂華;

SVEDALA雙進(jìn)雙出直吹式鋼球磨特點(diǎn)及控制    張和平;

別讓磨煤機(jī)“噎”著    本報(bào)記者 楊沛潔 實(shí)習(xí)生 馬明月

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中冶京誠(chéng)自主研發(fā) 磨煤機(jī)煙氣完全不脫水自循環(huán)工藝技術(shù)    

沈重用自主品牌裝備我國(guó)大型火電機(jī)組    譚論　劉小東

攀鋼有望“自產(chǎn)”磨煤機(jī)核心部件    胡玉梅

我國(guó)大型發(fā)電機(jī)組配套磨煤機(jī)技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平    機(jī)軍

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荊門(mén)熱電石子煤實(shí)現(xiàn)全封閉環(huán)保型排放    通訊員 楊梅力

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中儲(chǔ)式鋼球磨制粉系統(tǒng)的建模與優(yōu)化控制研究    綦守榮

電廠鍋爐輻射換熱模型化和摻燒褐煤的試驗(yàn)研究    馬金鳳

中速磨煤機(jī)電液比例變加載技術(shù)的研究    姬孝斌

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)建模及控制    馮磊華

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大型超臨界、超超臨界鍋爐低NOx燃燒系統(tǒng)研究    馬斌

基于排放物分析的電站鍋爐燃燒狀態(tài)評(píng)估的研究    劉煥章

流化床聚合反應(yīng)器顆粒生長(zhǎng)與流動(dòng)模式的研究    楊寶柱

基于信息融合的鍋爐燃燒狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)技術(shù)研究    趙征

電站鍋爐燃燒狀態(tài)監(jiān)測(cè)與優(yōu)化策略研究    楊光軍

中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)過(guò)程優(yōu)化與節(jié)能控制應(yīng)用研究    胡娟平

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的中儲(chǔ)式球磨機(jī)控制的研究    華煙旻

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220t/h鍋爐燃燒調(diào)整試驗(yàn)分析及優(yōu)化運(yùn)行    李政林

基于信息融合的磨煤機(jī)故障診斷技術(shù)的研究    魯雪艷

中儲(chǔ)式磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)控制算法研究    陳聞新

基于褐煤摻燒的磨煤機(jī)防爆研究    牛建鋼

基于CMAC的球磨機(jī)測(cè)控系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)    朱宏超

鋼球磨煤機(jī)料位的軟測(cè)量及其動(dòng)態(tài)過(guò)程建模與控制    王穎潔

基于TMS320VC5416的磨煤機(jī)料位檢測(cè)儀的研究    李鐵