销售热线:15006373435
您的当前位置: 首 页 >> 行业百科

锅炉燃烧系统的仿人智能控制

发布日期:2018/1/15
作者:山东大泰金属材料有限公司
点击:1202

锅炉燃烧系统的仿人智能控制

锅炉燃烧系统的仿人智能控制高岩,龚至豪,黄鸿(北京理工大学自动控制系,北京100081)制器的设计方案。针对传统控制方法难以适应锅炉负荷大幅度变化的缺点,给出了基于规则的专家式控制方法,并针对风煤配比的自寻最优控制的缺点,给出了按照经验实施的固定比例风煤配比的简单实用方法。锅炉燃烧系统仿人控制方法已在生产中得到应用,应用结果表明该方案可行,提高了系统的燃烧效率,优…

锅炉燃烧系统的仿人智能控制高岩,龚至豪,黄鸿(北京理工大学自动控制系,北京100081)制器的设计方案。针对传统控制方法难以适应锅炉负荷大幅度变化的缺点,给出了基于规则的专家式控制方法,并针对风煤配比的自寻最优控制的缺点,给出了按照经验实施的固定比例风煤配比的简单实用方法。锅炉燃烧系统仿人控制方法已在生产中得到应用,应用结果表明该方案可行,提高了系统的燃烧效率,优于传统的控制方法。

  收穑日期:2002-01-17:高岩(1967-),男,副研究员-工业锅炉燃煤量占全国耗煤量的1/4,可见燃烧过程控制是节能控制的重要组成部分-燃煤锅炉作为一种重要的能量转换设备,其作用是将燃料的化学能转变成蒸汽热能-一方面要保证供汽,按供汽量调节蒸发过程,另一方面,又要保证燃料的充分燃烧和热量的有效利用。与燃烧过程有关的因素主要是煤量和风量。表征燃烧状况的参量主要有炉膛温度、炉膛压力和烟气残氧量-而锅炉生产的质量和产量指标是蒸汽压力稳定和产气量充足-锅炉特别是链条炉从燃煤进入炉膛到蒸汽量发生变化燃烧过程延迟大参数时变,是一个多变量系统-其输入输出关系如所示-由可见,各输入输出变量间耦合关系错综复杂,当负荷频繁变化时,采用单一的控制器很难满足生产要求-燃烧过程控制的特点要求根据多元参数现状和历史数据进行综合分析和推理,以取得合理的控制决策-作者提到的锅炉负荷变化范围从零到最大负荷量,并且是不定时变负荷,用PID算法难以控制-智能控制方法对于存在严重非线性时变和不确定性的系统具有较大活力,采用该方法不需对对象模型做精细分析,不需对多种控制干扰解耦,只需加入一定的自学习功能,模拟专家及操作人员的经验,就能使控制达到快速、高精度、极小超调。该方法适应范围广,鲁棒性强。

  给煤蒸汽压力鼓风炉膛负压引风锅炉炉膛温度上水蒸汽流量残氧量炉渣损失锅炉控制输入输出关系1仿人智能控制器的设计方法自动控制技术的发展是从模仿人的控制行为开始的,由开环控制到闭环控制,并向着自适应、自组织、自学习控制发展,表明了机器智能化不断提高的过程。经典的和现代的控制理论要求被控对象和环境的不确定性有明确的数学模型描述,控制目标也是清晰的,可以量化的。控制器的设计是建立在被控对象数学模型基础上的。智能控制则是基于知识的(包括数学模型)自主性控制。如果控制器的设计(控制问题的求解)是模拟人类专家的控制行为,通过计算机自主地解决复杂的控制,则可称为专家式控制系统或智能控制系统。其结构如所示。智能控制研究的基本途径是在宏观控制结构和行为功能上对专家进行模拟和实现。

  负压设定值推理机构执行机构广义对象负压采样反馈控制器结构图各类专家的操作经验表明,控制决策的主要依据是被控对象的偏差及其变化率。而层燃式链条锅炉的燃烧控制一般是以蒸汽压力作为主控量(保持恒定),同时调节风流量和煤流量按比例供应而实现的,体现了以满足负荷要求为目标的能量平衡。仿人智能控制器的主要特征是控制蒸汽压力的偏差及其变化率,协调燃烧工况的相关条件,在专家系统组织下,自动分层次地改变控制器的结构和参数,以实现适应性控制。

  2系统主要功能块数据库中控制系统各种指标,包括控制界限、警报界限、控制目标值、控制增益等。前几个参数根据生产及安全需要确定,可随时在线修改。控制增益根据控制要求确定,或在自学习过程中整定。

  规则集主要是用产生式规则描述的知识和控制作用,包括位式控制、变增益控制pi控制等。控制规则集内容为其中:M1,M2,M3为设定常数;F为与负荷量和煤品种有关的可变系数;ep为气压偏差;u为控制量;n为步长;Umax为最大控制量。

  3自寻最优的经济燃烧控制与燃烧过程有关的参数如煤量风量(空气流量)等不能完全反映经济燃烧指标,即不能在线计算燃烧效率。通常采用烟道残氧量间接表示风煤的配比合理性和完全燃烧程度。炉膛温度能快速反映煤的燃烧热效率,理论上燃煤的温度与燃煤的热质四次方成比例。一般地,一定的煤量燃烧最充分时其温度也最高。因此,一定给煤量对应最佳鼓风量。鼓风量小,燃烧不完全;鼓风量大带走过多热量。温度与风量之间存在极值关系,如所示。图中qv为给风量,t为炉膛温度。

  度和F炉膛温燃烧效率存在对应规PID控制响应曲线;是智能控制响应曲线。

  风量的静态关系为二次曲线关系。利用这种静态极值特性,采用自动搜索方法,不需要知道确定的数学模型,即可实现接近最优工况燃烧。为了避免实际搜索可能产生振荡,导致搜索损失过大,用不同位置的温度值进行综合判断,其控制效果在风机功率有相当储备时是有效的。

  目前,为了节省能源,风机的功率配比基本与给煤系统和锅炉负荷量配合,加上炉子有漏风现象,整个配比是欠风工况。对于这种情况,首先要保证生产用汽量,选择较好的风煤比,并用炉膛温度来校正。

  因为温度较高时,燃烧工况好,煤容易燃烧,此时可以降低风煤比和残氧量。温度低时,则加大风煤比,其控制规律为变比例控制,此时u=W(n)为给煤控制量;t为炉膛温度。

  4现场运行情况本系统为某啤酒生产企业4台10t锅炉并列运行系统,蒸汽压力误差为士9.8kPa,且控制速度快,动作均匀合理,达到最佳工况。与手动调节相比,提高热效率4.657%.是锅炉运行时的负荷波动曲线;是常智能控制响应曲线

  • 上一条新闻: 实际锅炉中煤粉燃尽率与飞灰含碳量的预测
  • 下一条新闻: 锅炉低负荷运行之对策
  • 返回上级新闻
  • 友情链接:吹氧管 | 无锡钢管厂 | 精密管 | 镀锌方管 | 无缝钢管 | 无缝钢管 | 无缝钢管零售 | 无锡310s不锈钢板 | 无锡304不锈钢板

    主营:
    COPYRIGHT 山东大泰金属材料有限公司   技术支持:前沿网络
    ICP备案:鲁ICP备2022030135号-1