300 MW单元机组燃烧控制系统分析与改进

结合江苏太仓港环保发电有限公司新建机组的调试,介绍了300Mw单元机组燃烧过程被控对象的动态特性以及目前常用的单元机组负荷控制的基本方案．主要有炉跟机方式和炉跟机协调方式。针对电网负荷要求变化较大时锅炉蓄热量不足,导致汽压波动太大而影响锅炉正常运行的问题,对燃烧调节器中的前馈进行了改进．实践证明改进效果较好,机组可以投入自动发电控制(AGC)方式。同时也介绍了送风量、炉膛负压和一次风量的控制。     

流化床燃烧系统模糊-神经元PID解耦补偿控制

依据神经元控制和解耦补偿的思想,引入了一种自适应神经元解耦补偿器,给出了神经元权系数的在线学习方法。在此基础上,通过将模糊控制技术和神经元自适应PID控制技术相结合,提出了一种不依赖于被控对象精确数学模型的多变量解耦控制方案。将该种方法应用于流化床燃烧系统控制,对耦合强烈的流化床锅炉床温、主汽压力、烟气含氧量三维传递函数矩阵进行解耦控制。仿真研究表明,该方案解耦效果良好,并且可以有效克服流化床燃烧对象的大滞后和非线性,获得良好的控制品质。     

基于IGPC的火力发电机组主汽温预测控制策略

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。     

基于模糊和解耦的超临界机组协调控制研究

在超临界参数下,针对机组协调控制系统具有多变量、强耦合、非线性等特点,提出一种基于前馈补偿解耦和模糊自整定PID控制相结合的控制策略。首先对超临界机组协调控制系统被控对象的系统结构、动态特性以及建立简化数学模型等进行分析。然后根据机组特性和前馈补偿解耦理论,对被控对象进行动态解耦,消除各支路通道间的耦合作用。针对解耦补偿后的被控对象,采用模糊控制算法设计了模糊自整定PID控制器。最后在600 MW超临界协调控制系统的线性模型基础上,利用MATLAB对其进行了仿真实验。结果表明该控制方案具有较好的解耦效果,并且与传统PID控制器相比较,超调量减小,调节速度变快,具有更好的控制品质。     

脱硫增压风机控制对炉膛负压的影响分析与控制优化

火电厂烟气脱硫系统的应用对锅炉运行影响很大.锅炉引风机与脱硫系统中增压风机构成了烟道上的2个串联对象,使炉膛负压与增压风机入口压力相互耦合,造成目前配用湿法脱硫系统的机组运行中出现炉膛负压大范围波动和脱硫系统因故退出.研究了燃烧过程中炉膛负压特性和轴流风机运行特点,分析了产生问题的根源,比较了600 MW机组湿法烟气脱硫系统中增压风机自动的2种控制策略,提出了优化增压风机控制策略的几点措施,并将部分设想进行了验证,得到了明显效果.     

工业锅炉的燃烧控制策略研究与应用

采用PID控制难以实现工业锅炉燃烧有效控制。在分析工业锅炉燃烧过程的动态特性的基础上提出新的控制策略。针对蒸汽压力控制存在的有自衡过程与无自衡过程,分别采用三阶最佳工程设计方法设计多个控制器,根据蒸汽流量出现的扰动,以及给煤量的变化情况,通过切换选择不同的控制器,从而实现蒸汽压力的有效控制。通过测量烟气含氧量和炉膛温度来准确地判断燃烧情况,同时根据热效率与风/煤比之间的特性,利用专家经验自动寻找最佳风/煤比,从而保证完全燃烧。实际运行效果表明该控制策略适用于一般工业锅炉控制。     

技术问答

问：什么是爆燃？为什么在锅炉点火时发生的爆燃比运行时发生的爆燃破坏更严重？答：正常情况下,进入负压锅炉炉膛的燃料能够及时燃烧,产生的烟气被引风机抽走,送风量、燃料量与引风量形成动态平衡,炉膛维持微负压。如果由于各种原因使得进入炉膛的燃料未能及时燃烧,...     

焙烧烟气负压的多变量解耦控制

阳极焙烧烟气负压是一个多变量耦合的控制对象,为实现其精确控制,依据现场实际测得的负压数据,辨识出烟气负压的控制模型,以此模型为初始预测模型,提出了一种多变量预测函数解耦控制算法,对焙烧9个烟道烟气负压进行多变量预测函数解耦控制仿真和实际应用,并与原有PID控制进行了试验比较,表明这种控制方法的控制精度和鲁棒性优于原有的PID控制方法,具有很好的控制效果。     

基于y增量型SGPC的火电机组脱硝控制

燃煤火电机组的NOx排放是接受国家环保部门实时监督考核的重要环保安全指标,由于选择性催化还原脱硝的纯时延特性,广泛应用的常规PID控制很难将出口烟气中NOx指标控制到理想范围内。介绍了一种基于γ增量型阶梯式广义预测控制的新型火电机组脱硝控制策略,在避免矩阵求逆的情况下结合相位补偿策略可有效提高大时滞对象的控制效果。该脱硝控制策略可有效提高火电机组NOx的控制品质,某600MW燃煤火电机组上应用该控制策略后出口烟气中NOx控制偏差明显减小。     

大型火电机组自动发电控制优化控制策略的研究

针对单元机组锅炉汽压被控对象大惯性、大滞后的特点,将状态变量控制技术和相位补偿技术应用于基于直接能量平衡的蒸汽压力控制策略中,补偿汽压被控对象的惯性和滞后,提高协调控制系统的快速性和负荷适应能力。在此基础上,进一步采取多项措施提高机组的控制特性。仿真试验结果表明该控制方法是有效的。     

330 MW单元机组燃烧控制系统优化设计

火电大机组的燃烧控制系统是一个相互关联的多变量耦合系统。在负荷变化时风、煤如何配合．使其既能快速响应负荷需求又能保证燃烧的经济性。这就需要将燃烧控制系统作为一个协调的整体加以考虑．根据锅炉及燃烧设备类型设计出最合理的控制方案。介绍一种基于精确配风的串级燃烧控制系统．采用精确配风的方案可以使风量更准确、迅速地配合煤量的变化,而采用串级燃烧控制系统则可以更好地保证燃烧的经济性。在控制系统投运后,为了解决风、煤自发性扰动对对方的影响．在控制系统中引入解耦算法;针对启、停磨煤机时煤量的扰动,在燃料量主控回路中增加一个超驰回路以平衡煤量的扰动;对于特殊原因造成给煤机控制品质恶劣的情况。采取积分分离PID算法代替传统PID算法．以上优化方案的应用在实践中取得了较好的控制效果。     

循环流化床锅炉燃烧自动先进控制系统应用技术

利用厦大海通专利技术无辨识自适应预估控制器实现对循环流化床锅炉燃烧过程的自动控制,并对锅炉燃烧过程中的煤量和风量进行优化,及时、准确地对锅炉给煤、密相床温,炉膛负压能及风量的预估计算和控制,实现了燃烧过程的自动控制和过程优化,达到提高锅炉效益,减少煤耗的目的。     

流化床锅炉燃烧系统的神经网络解耦控制

提出一种基于BP算法的人工神经网络解耦控制策略，并将其应用于流化床锅炉的燃烧系统中，其思想是在加入神经网络解耦环节以后，使得包括该解环节在内的广义被控对象的第一系统矩阵为对角矩阵，仿真结果证明，该策略能收到良好的控制效果，成功解决了主汽压力和料床温度的燃烧系统控制难题：即同时控制给煤量和一次送风量，有望用于循环流化床锅炉燃烧系统这类复杂过程的控制。     

电厂送引风机自动调节系统的改进

燃烧过程自动调节要完成三个任务:第一是保证出力和维持汽压恒定;第二是保证燃烧过程的经济性、即保持最佳配风量;第三是保证炉膛负压在允许范围内。燃烧过程的这三项调节任务是不可分的,它们分别由燃料调节、送风调节和引风调节这三个系统来完成。燃料调节系统中,用调节进入炉膛     

循环流化床锅炉燃烧系统的动态特性研究

依据于大量变工况试验所获得的75t/h循环流化床锅炉固体物料浓度沿炉膛高度的分布曲线,在分析不同负荷下各流动区域出口固体物料浓度及其平均固体物料浓度随运行主导因素(运行风速)变化规律的基础上,建立了数学模型并研究循环流化床锅炉燃烧系统的动态特性,仿真研究了主蒸汽压力、床温、炉膛出口烟气含氧量、料层差压随给煤量、一次风量、二次风量、排渣率及燃烧率的阶跃响应,其结果和试验及相关研究成果基本一致。同时仿真研究了主蒸汽压力随汽机调门开度的阶跃响应。文中给出了可用于控制系统设计的燃烧系统的传递函数阵,分析了影响动态特性的因素,为循环流化床锅炉燃烧系统的控制策略研究建立了平台。     

循环流化床锅炉甩负荷试验控制研究

某电厂705 t/h循环流化床锅炉进行甩负荷试验时,结合循环流化床机组热惯性大的特性,通过适当的燃煤量以及一二次风量的配合控制,试验过程中能够维持锅炉的正常燃烧,保持一定的床温,探讨对汽温、汽压等参数的控制,同时对甩负荷后,床温、炉膛差压、汽温、汽压等主要参数的变化进行了系统分析研究,保证了机组试验后迅速并网带负荷,大大降低了试验费用以及恢复时间,为同类型机组甩负荷及快速变负荷运行提供一定的借鉴。     

亚临界600MW直接空冷机组RB功能及其优化

结合亚临界600MW直接空冷机组前后墙对冲燃烧锅炉的特点,总结了机组在快速减负荷(RB)时跳闸磨煤机的组合方案。针对RB动作初期存在的炉膛压力下降过快问题,对常规炉膛压力控制策略进行优化,提出了炉膛压力自适应PID控制算法,使炉膛压力偏差线性化,RB过程中切除积分计算分量,同时在一次风机RB时采用自适应方法计算PID控制器的比例增益。优化后,机组在RB工况下的炉膛压力衰减率最大为80%,过渡时间显著缩短。     

基于神经网络模型及预测控制DMC的火电机组脱硝控制策略

燃煤火电机组的NO_x排放值是受国家环保部门实时监督考核的重要环保安全指标。由于NO_x被控对象的纯时延大时滞特性,常规的PID控制很难将烟气NO_x排放指标控制到理想范围内。介绍了一种基于BP神经网络模型和预测控制的动态矩阵控制（DMC）算法相结合的新型火电机组脱硝控制策略,其中BP神经网络可逼近DMC算法中脱硝对象的零输入响应,利用神经网络的泛化能力,逼近实际工业过程在不同负荷下模型参数时变的特性,使预测控制中的模型预测部分可以更精确地逼近实际过程对象,提高整个预测控制算法的控制精度。现场应用表明,这种新型脱硝控制策略可有效提高火电机组NO_x的控制品质。     

一种改进型快减负荷控制方法的设计与应用

针对火电机组RB的传统动作及系统恢复过程中存在的不足,提出一种RB控制方案。对RB控制回路进行优化,通过闭锁风机大连锁逻辑,采用超驰方法和连锁功能,维持炉膛风量平衡,确保炉膛负压稳定;依照机组给水泵配置特点设计了给水泵RB逻辑,设计了RB触发时机,确保100%容量汽动给水泵跳闸连启1台50%容量电动给水泵时RB能够正确触发。RB试验结果表明,改进的RB逻辑设计合理,RB动作准确,机组可快速、安全降低负荷至目标位置,减少了系统恢复过程中风机启动数量,降低了机组故障状态下的运行风险。     

多变量复合自校正控制器及应用仿真研究

如何提高火电机组的负荷适应能力并降低汽压波动幅度。是目前火电厂热工控制系统研究的一个热点.本文从复合控制观点出发,提出一种多变量自校正控制算法,并得到了一种新型的前馈解耦控制算法.它既可实现控制参数在线辩识,又能对多变量系统实现解耦控制.对火电机组的数字仿真表明,采用本文自校正算法建立的机组协调控制系统可获得较优的控制品质.