基于辐射能信号的锅炉燃料调节特性研究

利用炉膛内辐射能信号快速反映燃烧率的能力,将辐射能信号引入到锅炉燃料控制系统中,分析了辐射能信号参与燃料控制的优势.根据机组运行负荷不同而炉内燃烧存在差异的特点,以辐射能信号作为中间变量利用分段辨识的方法建立燃烧系统的数学模型.研究结果表明该方法较原控制系统超前30~45s完成入炉燃料量的调整.针对锅炉两种不同制粉系统,分别计算了炉膛辐射能信号响应燃料量变化的动态时间以及与机组负荷的对应关系,对辐射能信号在燃烧系统中动态时间的量化与分析,为其参与炉内燃烧调整提供数据支持.     

火力发电锅炉主汽温控制系统的动态矩阵控制策略

针对火力发电锅炉主汽温控制系统的大惯性、纯滞后和非线性等特点,提出一种基于动态矩阵控制的主汽温预测控制策略。根据过热蒸汽传输通道特性,将减温水流量扰动作为前馈补偿;综合考虑机组负荷、燃料波动等扰动因素设计动态矩阵控制器;采用有限时段的滚动优化策略,并引入基于误差的反馈校正算法,从而能全面考虑模型失配、时变、干扰等引起的不确定性,及时弥补这些因素造成的影响,提高系统的鲁棒性。仿真结果表明:与常规PID和Smith预估控制策略相比,在施加扰动情况下所设计的控制策略调节时间最多可减少314.28 s,超调量最多可降低12.6%;在模型失配情况下调节时间最多可减少516.66 s,超调量最多可降低15.46%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差低于±5℃,动态和稳态性能得到了很大改善,能有效满足发电锅炉主汽温控制系统的实际要求。     

燃煤锅炉炉内能量监测方法

基于火焰检测系统和图像处理技术,直接由火焰辐射图像的灰度值计算辐射能信号,提出一种以机组功率为基准对辐射能信号进行动态补偿的构建方法.该方法获取的辐射能信号不受测量条件的影响,具有较高的准确性,其值与机组功率具有相同的量程范围,减小两者的差异是当前炉内燃烧调整的方向.在一亚临界燃煤锅炉进行了辐射能信号准确性的动态验证试验,结果发现:该方法构建的辐射能信号较机组原系统中的热量信号更快速、准确地反映出炉内燃烧率的变化,并在此基础上讨论了辐射能信号应用于锅炉燃烧及机组协调优化控制的可行性.     

火电机组协调系统的非线性串级控制研究

为了克服大型火电机组汽包型锅炉生产过程中存在的非线性强和指令响应慢的缺点,构造了一种非线性串级控制结构：外控制环以主汽压力为控制对象,将其控制器输出作为汽包压力设定值;内控制环则依据汽包压力与其设定值的偏差的大小调节锅炉的供给燃料量.仿真表明：与PI控制相比,在本设计系统的控制下,主汽压力的动态响应速度更快、超调量更小;当主汽压力受到0.1MW外扰作用及模型失配20%的情况时,非线性串级控制系统仍具有良好的大范围升、降负荷指令跟踪性能和稳定性.     

用DCS仿真模块数学模型分析300MW单元机组汽水流程

根据燃料量、减温水量、主汽流量变化时汽水侧各主要参数变化过程。本文运用基于DCS的仿真模块数学模型对300MW自然循环汽包炉机组的汽水流程进行了分析.     

基于支持向量机算法的锅炉汽温软测量研究

为对电站锅炉过热汽温进行校正及辅助测量,以支持向量机算法对过热汽温进行软测量,利用历史数据建立过热汽温的软测量模型。软测量模型描述了过热汽温与机组负荷、汽包压力、给水量、燃料量等机组运行参数之间的关系,辅助测量仪表对过热汽温进行测量和校正,保证汽温在设定范围内,保证机组的安全运行。     

基于三维温度场可视化的锅炉NOx排放试验研究

在一台采用三维温度场可视化监控系统的300MW锅炉上进行了NOx排放规律的试验研究,得到锅炉负荷、过量空气系数、燃烧器摆角、燃尽风量、二次风配风方式和层间燃料分配等与NOx排放、飞灰含碳量、炉膛总辐射能及炉内三维温度分布的关系.试验结果表明,NOx排放与炉内三维温度分布具有很强的相关性,炉膛辐射能很好地反映炉内的燃烧状况,可为实现高效低NOx排放提供指导信息.     

不同条件下熄火后锅炉压力特性的试验研究

建立单引风机布置、负压运行、自吸风式的燃气试验炉,对4种不同燃料熄火工况(快速切断燃料、延时断燃料、快速切断燃料同时关小进气阀门开度、同时快速切断燃料和风机电源)下的锅炉压力特性进行试验研究.研究结果表明:快速切断燃料后,炉膛在0.3 s内产生最大负压,系统中炉膛负压波动幅度最大,引风机入口负压波动最小;切断燃料所用的时间越长,炉膛产生的负压越小;切断燃料的同时,进气量减少加大炉膛产生的最大负压值;同时切断燃料和风机电源后,风机对炉膛吸力在熄火瞬间不变,炉膛产生的最大负压不会因为风机断电而减小.     

CFB锅炉主汽温度模糊PID控制研究

通过对CFB锅炉主汽温度动态特性的分析,针对主汽温度的大迟延、大惯性、慢时变及扰动因素多的特点,研究了模糊控制与PID控制相结合对主汽温度进行控制的策略.仿真研究表明,这种方案使控制系统具有较强的鲁棒性及良好的控制品质,提高了系统的动、静态性能指标.     

锅炉主汽温度自动调节系统改造分析

锅炉主汽温度是影响机组生产过程安全性和经济性的重要参数。对造成主汽温度自动不能正常投入的原因进行了分析,通过选型更换调节器为 DR22型,执行机构采用 YZ1510型直行程电动执行机构,采用串级调节系统等方法进行改造,自动投入情况明显改善,投入效果较好,减轻了劳动强度,提高了自动系统的稳定性、快速性和准确性。通过应用,证明锅炉主汽温度自动的改造是成功的。     

首台超临界再热型双抽背压机组甩100%负荷试验分析

汽轮发电机组甩负荷试验目的为测取甩负荷后最高飞升转速变化曲线，通过对调节系统的动态特性分析考核汽机DEH调速系统在甩负荷时的控制性能，本文通过对国内首台套超临界双抽背压式汽轮机组甩100%负荷试验结果进行分析，提出了在甩100%负荷过程中关键的控制点，尤其是甩负荷过程中的旁路控制、燃料控制、主蒸汽压力控制、给水控制、转速控制等方面进行充分分析研究，并进行了100%甩负荷试验，最终实现了在甩全负荷工况下的供热，各参数均良好，对热网产生的波动很小，有效的提高了事故工况下的保障供热能力。本机组甩负荷后，转速飞升最大值3113r/min，动态超调量3.77%，实现了超临界再热型双抽背压机组100%甩负荷试验一次成功，也为超临界双抽背压机组供热稳定性提高了良好的技术支撑。     

燃烧优化模型及其控制系统的研究

首先描述了在我国利用计算机进行节能的紧迫性和潜力,接着对燃烧优化的控制参数进行了探讨,叙述了燃烧优化对汽包水位、汽包压力、烟气含氧量、炉膛负压、蒸汽温度及锅炉热效率的控制要求,然后提出了几种燃烧控制模型,如风煤比控制、风煤比-氧量控制、风汽比控制、炉温信号控制、炉内微压波动控制等,最后提出了燃烧优化控制原则性方案.     

基于失配补偿Smith-RBF神经网络的 主蒸汽压力控制技术

针对燃气发电锅炉主蒸汽压力控制系统对象的大滞后、不确定性和煤气扰动大的特点,设计了一种基于失配补偿Smith预估及RBF神经网络的控制方案。利用RBF神经网络的在线学习能力整定常规PID的参数,并通过失配补偿Smith预估控制器对系统中存在的纯滞后进行补偿,有效解决了火力发电锅炉主蒸汽压力对象动态特性模型失配及纯滞后的问题。通过仿真研究及实际应用表明:该控制方法对于火力发电锅炉主蒸汽压力控制具有很好的稳定性和抗干扰能力。     

模糊控制在中小型蒸汽锅炉燃烧过程控制中的应用

燃煤中小型蒸气锅炉控制的困难在于过程中参数的多变性、非线性、噪声、不对称的增益特性,以及较大的纯滞后。在蒸汽压力调节回路中,采用了模糊控制器,得到了较快的响应特性和较精确的压力控制效果。结果表明,模糊控制能克服蒸汽炉燃烧过程中的上述困难,获得较满意的控制效果。     

模糊控制在中小型蒸汽锅炉燃烧过程控制中的应用

燃煤中小型蒸气锅炉控制的困难在于过程中参数的多变性、非线性、噪声、不对称的增益特性,以及较大的纯滞后.在蒸汽压力调节回路中,采用了模糊控制器,得到了较快的响应特性和较精确的压力控制效果.结果表明,模糊控制能克服蒸汽炉燃烧过程中的上述困难,获得较满意的控制效果.     

内燃机高压油管的波登效应及振动诊断

通过设计振动信号测试系统,提取柴油机高压油管的故障信息,对振动信号的功率谱特征进行分析,研究高压油管在喷油过程中燃油的压力能和油管变形能、激振能的关系。提出高压油管振动主要是油管本身的波登效应引起的,这是导致燃油系统故障的主要原因之一。     

自抗扰控制技术在过热器主蒸汽温度控制系统中的应用

研究了自抗扰控制技术在过热器主蒸汽温度控制系统中的应用。首先介绍了过热器主蒸汽温度控制系统的机理模型,然后介绍了自抗扰控制的基本原理。最后,设计了自抗扰控制器,并介绍了其参数整定方法,并在过热器主蒸汽温度控制中仿真应用。仿真结果表明这种方法可以有效抑制随机扰动下的汽温波动,为实际的工程设计提供了一个新思路。     

考虑辐射强度沿截面方向减弱的炉内传热公式

分析了以2个平行平面辐射换热公式作为蒸汽锅炉炉内火焰对四周水冷壁进行辐射传热计算的基本公式,该式是在炉膛截面各处温度相同、从炉膛中心到四周水冷壁平面不发生辐射强度任何减弱的前提下获得的,因此,计算偏差在所难免.假设炉膛为横截面积和高度与近似矩形立方体的炉膛横截面积和高度相同的当量圆柱体,以辐射强度沿射线行程变化的能量方程,推导出一维(横截面的径向)的辐射能在从炉膛中心向四周壁面传递时因火焰介质的吸收、自身辐射和散射作用造成的辐射强度的减弱,并在此基础上推导出考虑了辐射能沿截面方向从炉膛中心向四周壁面减弱后的炉内辐射传热公式.分析了所得公式的特点和适用性.所提出的公式和现有某些计算方法,对大型煤粉电站锅炉燃用含灰量不同的3种典型烟煤时分别进行了炉膛出口烟温的计算,并进行了比较,分析了这些方法存在的不足.     

基于改进的隐式广义预测控制在燃气发电锅炉主汽压中的应用

针对燃气发电锅炉主汽压控制系统存在非线性、模型参数不确定等问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制策略。首先,使用遗忘因子递推最小二乘法进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型;其次,在常规广义预测控制理论基础上建立主汽压的隐式广义预测控制系统,简化控制算法,通过在目标函数中增加PI结构,提高系统的鲁棒性。仿真结果表明,相比串级PID和常规隐式广义预测控制,所提控制策略在模型适配时调节时间最多减少20 s,模型失配时超调量最多减少5.08%,调节时间最多降低36 s,系统鲁棒性和抗干扰能力增强;工程应用表明,使用所提策略后主汽压控制偏差在±0.2 MPa之间,控制精度显著提高。改进的隐式广义预测控制较好地满足了工业生产中对主汽压的控制要求,具有较高的研究和应用价值。