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    鍋爐改造燃燒過程的自動控制

    發布時間: 2022-06-04 作者:貴州泰聯熱力設備有限公司 分享到:
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    鋼廠循環流化床鍋爐是一種特殊的熱工設備,不同于一般的鍊式鍋爐,如果進入鍋爐流化室的煤粉過多,而一次風的風量不足以使其流化燃燒,則易結焦——一旦小面積出現結焦,由于床溫高 流化床,很快就會有大面積的爐渣或煤粉顆粒吸附在其表面,擴大成大面積的焦化事故,被迫停止。 鍋爐清洗——如果送入流化室的風量太大而煤粉太小,其産生的熱量就會太小,影響鍋爐的正常運行和經濟效益——所以要選擇合适的風量 煤比對鍋爐的經濟運行至關重要。 重要的。 本文提出了輸煤系統與燃燒系統聯動控制的方法,以形成完整的自動控制系統,避免遵義鍋爐改造結焦事故的頻繁發生。

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    由于鍋爐是一個複雜的受控對象,存着着非線性、時變性和不确定性等因素,難以建立精确的數學模型,因而采用PID控制達不到預期效果。通過分析表明,采用模糊控制和PID結合是最有效的手段。本文通過模糊PID參數自整定控制算法的研究,最後進行了仿真,結果表明,方案是可行的,并能夠獲得良好的控制效果。


    系統結構鍋爐控制系統結構框圖如所示。


    原輸煤和給煤系統一般均為手動控制和電氣聯鎖,現為了減少鍋爐結焦事故的發生,拟将該系統改造為由8098單片機控制變頻器的閉環交流調速系統。同時通過8098單片機擴展的外部接口電路來控制汽包的水位、過熱蒸氣的溫度、爐膛負壓及鍋爐的燃燒過程,從而使鍋爐各個參數的檢測與控制通過微機達到快速、準确的效果。


    3模糊PID自整定算法本文所設計的PID整定方案如所示。其原理是基于參數的初始整定的模糊PID控制方法,但當過程參數變化過大,PID自整定不能實現有效控制時,運用模糊規則控制的同時進行在線辯識,直至辯識精度滿足要求再切換到模糊PID控制。于是在新的PID參數基礎上繼續進行模糊PID自整定調節。

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    模糊整定的推理過程和常規模糊控制器類似,均根據當前特征值進行動态調整,以下分析過程的在動态過程中,PID參數應根據不同的狀态進行動态調整,通過對響應曲線的分析不難得到如下結論:在任意狀态下,KpKrKd的整定方向相反,此外從經驗整定公可以看出,Ti和Td總保持一定的比例關系,且W=為了提高算法的實時性,采用調整因子T實現Kp Kd的在線調整,整定公式為為了保證PID參數在初始定值和上次調整的基礎上有界平滑地上下調整,這裡采取如下調整TT(t)+Vh其中,V―般取,其大小影響T的調整速度,這裡取V=0.5,h為修正量,通過模糊規則進行調整,以間接整定T從而實現PID參數的平滑、有界調整。


    為保證-1 表1模糊控制規則表Tab- 4仿真效果對大滞後及對象結構參數變化的情況,就常規PID控制和本算法進行仿真研究,首先以式(1)所示對象的階躍響應說明該方案對大時滞對象的控制效果。

    當f/貸1時一般認為是較難控制的對象,常規PID調節的控制效果如中的點劃線/(t)所示,而本文所提的模糊PID算法仍可對其進行有效控制,如圖中虛線⑴所示-考慮如式(2)所示初始對象,當運行時間大于50T.時,改變對象參數如式(3),其仿真結果如所示。


    仿真結果表明本文提出的模糊PID參數自整定控制算法綜合了數學模型和規則模型的優點,利用對象的先驗知識和調節過程中的動态信息在線整定參數,它基于單一模糊規則,并引入了對控制性能的智能評判,能夠處理一定程度的不确定性,并對大時滞對象進行有效控制,同時具有較好的響應速度、靜态指标及實時性。


    參數變化時的響應曲線5結語本文針對鋼廠循環流化遵義鍋爐改造的燃燒過程自動控制,提出了模糊PID自整定算法,并對控制算法進行研究與仿真。仿真結果表明,該控制手段可達到比較理想的控制效果,具有較現實的實用價值。

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