超臨界機(jī)組燃料―汽壓系統(tǒng)建模與控制策略研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)能源與環(huán)境問(wèn)題日益突出，超臨界機(jī)組由于具有效率高、能耗低等特點(diǎn)，日益成為火電廠裝機(jī)的趨勢(shì)。超臨界機(jī)組的燃燒控制系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的重要組成部分，目前大多數(shù)火電廠燃煤來(lái)源廣、熱值偏差大，嚴(yán)重影響了燃燒系統(tǒng)的控制，其控制水平又進(jìn)一步影響到整個(gè)機(jī)組控制的安全性與經(jīng)濟(jì)性。因此，在燃煤煤種多變的情況下，研究一種適用于超臨界機(jī)組的煤質(zhì)自適應(yīng)控制策略，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)化超臨界機(jī)組的控制系統(tǒng)，成為亟待解決的問(wèn)題。
　　設(shè)計(jì)

2、了自適應(yīng)煤質(zhì)前饋校正，以功煤系數(shù)為出發(fā)點(diǎn)，借助組合預(yù)測(cè)模型的思想建立一個(gè)對(duì)入爐煤量的預(yù)測(cè)模型，采用方差倒數(shù)法求取前1小時(shí)功煤系數(shù)對(duì)當(dāng)前時(shí)刻功煤系數(shù)的最優(yōu)權(quán)重，實(shí)現(xiàn)對(duì)入爐煤功煤系數(shù)以及入爐煤煤量的預(yù)測(cè)。用入爐煤量的預(yù)測(cè)模型對(duì)某660MW機(jī)組＃4鍋爐入爐煤量進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，用實(shí)時(shí)入爐煤量的預(yù)測(cè)值作為實(shí)際給煤量，其準(zhǔn)確度能達(dá)到97.0%左右，提高了入爐煤量的準(zhǔn)確性。
　　主蒸汽壓力是表征超臨界機(jī)組機(jī)爐能量供求關(guān)系的重要參數(shù)，其主要影

3、響因素為燃料量。目前大部分火電廠燃料煤種雜、熱值波動(dòng)大，造成主蒸汽壓力波動(dòng)頻繁，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。在燃料量的前饋控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了二階自抗擾控制器，在燃料量的反饋控制系統(tǒng)中用自抗擾控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID進(jìn)行閉環(huán)反饋控制，主要是借助擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器估計(jì)出燃煤熱值自發(fā)擾動(dòng)，并在動(dòng)態(tài)過(guò)程中將其實(shí)時(shí)補(bǔ)償，進(jìn)一步提高入爐煤量的準(zhǔn)確性，防止因燃煤熱值波動(dòng)造成主蒸汽壓力的頻繁波動(dòng)。采用壓力節(jié)點(diǎn)的方法將超臨界直流鍋爐動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型分為3個(gè)壓力節(jié)點(diǎn)

4、，對(duì)每個(gè)壓力節(jié)點(diǎn)列出質(zhì)量守恒與能量守恒方程，然后對(duì)方程進(jìn)行化簡(jiǎn)、無(wú)量綱化，最后將3個(gè)壓力節(jié)點(diǎn)串聯(lián)即可得到超臨界機(jī)組燃料―汽壓系統(tǒng)模型。利用某660MW超臨界機(jī)組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、計(jì)算，得出超臨界機(jī)組燃料―汽壓系統(tǒng)在100%THA、75%THA、50%THA工況下的模型計(jì)算參數(shù)。
　　在三種工況下，對(duì)求得的模型分別進(jìn)行傳統(tǒng)的PID控制與自抗擾控制仿真，結(jié)果表明：與傳統(tǒng)PID控制相比，自抗擾控制的抗干擾能力更強(qiáng)，具有更好的魯棒性，對(duì)主