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本文以华鲁恒升热电公司240T/H循环流化床3炉2机DCS系统工程采用的进口件组装的XDPS-400分散控制系统为背景介绍了240T/H循环流化床锅炉的燃煤控制系统的优化设计,系统控制范围覆盖240T/H循环硫化床3炉2机的DAS、MCS、SCS、FSSS功能。
循环流化床锅炉具有许多传统的燃煤锅炉所没有的优点:燃烧效率高;燃料适应性广;组织炉内脱硫;负荷调节性能好等,它较好地解决了能耗高、污染重等一系列问题,目前在很多发达国家这种炉型的应用已经十分普遍。
循环流化床的燃烧机理十分复杂,它包括一系列基础研究课题。燃烧温度受多种因素的影响,并与其它系统有着复杂的耦合关系,而且系统具有很强的时变性。虽然目前国内已有各种型号的循环流化床锅炉投入了运行和使用,但其自动控制方面水平较国外来说还很低,尤其是在其燃烧系统的控制上,很难实现其应有的高性能指标。当前从国外引进先进的技术和资料还比较困难,因而,探索一种适合循环流化床锅炉燃烧系统的控制方案已成为当务之急。
本课题针对目前国内在循环流化床锅炉燃烧系统中存在的多变量、耦合紧密及时变性强等问题,经过深入研究该锅炉燃烧过程的工艺条件特点,找出了紧密耦合的多变量之间的模糊关系;在分析现有的锅炉微机控制系统算法机理的基础上,结合模糊逻辑控制理论,提出一种模糊逻辑控制方案用于循环流化床锅炉燃料的控制,并将该方案与传统PID控制的控制效果在循环流化床锅炉整体数学模型进行了对比,建立了一种实用性很强的数学模型,即模糊逻辑自整定PID复合控制算法,并完成整个燃烧控制系统的设计,以期较好地解决负荷控制与温度控制之间的矛盾。实验运行表明该燃烧控制系统达到了预期的目的,可以推广应用于工业现场。
本文实现的关键技术在于:用模糊控制器,并根据各个模拟量进行模糊修正,同时,燃料控制器将燃料热值的波动转化为燃料给料量的变化,来维持需要的燃烧率。本课题的应用价值在于针对CFB锅炉燃烧效率低,达不到国际公认的水平以及温度分布型线不合理,自动控制水平低等问题,提出一种带有模糊控制的方案用于CFB锅炉控制,降低运行参数的波动,达到更稳定的燃烧工况,使之燃烧成本更低,达到节煤的目的。这是本文的核心所在。实际运行结果显示,本文设计240T/H循环流化床锅炉燃烧控制方案,降低了运行成本,提高了运行效率。