工业锅炉计算机控制系统 点击:33036 | 回复:165



阿进

    
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发表于:2004-02-28 16:00:00
楼主
一、概述 在工业锅炉燃烧过程中,各项技术指标都要求限定在一定范围内。为了确保燃烧过程的稳定、可靠和经济运行,设计采用先进的变频调速技术与计算机应用技术,锅炉燃烧过程计算机自动控制装置。该装置通过检测水汽压力、温度,炉膛负压等运行物理量,通过计算机及变频器控制鼓、引风机和炉排转速,改变鼓、引风量和给煤量,使炉膛负压、汽包水位及温度控制在预定范围内,保证锅炉燃烧在最佳工况和最节能条件下运行。 本装置最突出的特点是解决了锅炉热负荷和出力之间存在着不能及时匹配的问题,即蒸汽需要量和供汽量之间不能很好地配合,供汽量或小或大,不能满足热需要量的随时变化,供汽质量较差。目前这个问题主要是依靠人工经验进行调节,而人工控制基本上始终是供汽量偏大,存在着热量的较大浪费。采用计算机应用技术、专家智能系统以及热工数学偏微分数模转换计算相结合,成功地解决了最难以解决的供汽量滞后于炉膛温度变化的传统难题。该装置可实时调节供汽量,实现了精确供汽。 二 控制设想 蒸汽锅炉燃烧系统变频调速计算机自动控制装置将变频调速技术、计算机和智能控制技术相结合,完成工业锅炉对给水、给煤、送风、引风等参数的自动控制,使锅炉汽包水位,蒸汽压力,蒸汽流量,风煤配比在专家系统控制下,实现燃烧工况自寻优控制,保持锅炉的最佳运行状态。实现工业锅炉系统安全、可靠、稳定运行和达到节能降耗的目的。 锅炉燃烧系统是一个复杂的多变量耦合系统。输入量有:给煤量、鼓风量和引风量;输出量有:蒸汽压力、炉膛负压。燃料是热量的唯一来源,给煤量的变化直接影响锅炉提供的蒸汽量,也影响汽包压力的变化,是燃烧系统的主控制量。鼓风量的变化产生不同的风煤比和相应的燃烧状况,表现出不同的炉膛温度,并决定炉膛损失的大小,直接决定着锅炉能否经济运行。在送风量改变的同进也改变引风量,使炉膛负压保持稳定,保证锅炉安全运行。这三个控制子回路组成了一个不可分割的整体,统称为锅炉燃烧控制系统,共同保证锅炉运行的机动性、经济性和安全性。 针对锅炉的燃烧过程是个复杂的物理过程,各输入,输出的耦合关系十分复杂;锅炉系统具有大的延时,并且参数是在实时时变化,难以建立精确的数学模型;锅炉的负荷变化范围从零到最大负荷量,并且是不定时变负荷。常规PID是难以实现控制的。解决这些问题的方法是采用比PID更为有效的智能控制技术-模糊控制方法。 该控制系统将人工智能引入控制方案,主汽压控制采用模糊控制的思想,以克服汽压被控对象时变、大延时的特性,以燃料量维持汽包压力恒定的主汽压调节系统;为了保证锅炉的经济燃烧,送风量的控制采用自寻优控制,以送风量维持经济燃烧的送风调节系统;炉膛负压的控制采用PID控制,以引风量维持炉膛负压稳定的炉膛负压调节系统。 主汽压基本模糊控制缺乏对具有较大纯时间滞后对象的控制能力,因此,在模糊控制系统中此入SMITH预估控制,以提高模糊控制器对趴有纯时间滞后对象的控制能力。常用的模糊控制器环节有比例输出和积分输出两种形式,前者阶跃响应快,但为有差控制,后者可接近无差控制,但响应慢,且超调较大。本系统采用二者相结合的比例积分输出结构,具有超调小、暂态时间短的优点。 模糊控制算法具有阶跃响应速度快、精确度较高、对参数变化不敏感以及整定更为容易等特点,充分体现了智能控制方法对于被对象的良好适应性。将SMITH预估引入模糊控制 器,提高了控制系统对具有纯时间滞后对象的控制能力,模糊SMITH控制无论从控制的快速性还是对参数变化的适应性常规SMITH控制优越的多。 影响锅炉燃烧系统的工况参数很多,又存在纯时滞,很难建立起准确的数学模型,因此,采用理论上属于自适应控制范畴,但又不需要建立准确数学模型的自寻优控制。目前锅炉燃烧采用静态搜索法进行分析,由于静态寻优没有考虑锅炉的动态特性,致使搜索时间较长,易产生振荡,因此采用动态寻优算法。 最优控制方法有两种基本实现方式,一种是直接在对象上寻优状态,另一种是在建立好的数学模型上进行搜索。工业锅炉燃烧系统变频调速计算机自动控制装置采用前者,它的优点所在是不需要建立精确的数学模型(对锅炉燃烧系统控制而言,建立精确的数学极为困难的)。最优化实现如何使系统快速准确地稳定在最佳工作点附近,它必然涉及到寻优参量的选择及算法优化的问题。 三 结束语 随着可编程控制器超大型的出现和高速计算元件的发展以及智能控制器的应用,锅炉控制系统将实现完全无人职守自动控制。



xiangxingchun

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发表于:2005-06-28 15:03:00
141楼
to: 张俊年      张工 您写的电站锅炉先进控制与优化技术方案论文太好了,我很想向您学习,但有一些公式和图片看不到,希望您能帮我发到邮箱里xiangxingchun@163.com非常感谢

xiangxingchun

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发表于:2005-06-28 15:04:00
142楼
阿满:      你好!能把图发给我吗?     我的地址:xiangxingchun@163.com

唐老鸦

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发表于:2005-10-08 16:24:00
143楼
我是新手,锅炉的工艺我所知甚少,请问谁可以告诉我目前燃煤锅炉最佳自动控制系统是什么?有没有这方面实用先例?另外帮忙邮寄点资料给我,好增加些了解,谢谢各位!

唐老鸦

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发表于:2005-10-08 16:29:00
144楼
三冲量控制的资料及锅炉全补偿汽包水位三冲量控制器的资料能否提供,我是做锅炉控制tangjikede320925@163.com,谢谢!

唐老鸦

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发表于:2005-10-08 16:40:00
145楼
阿满前辈好:    我是刚从事锅炉控制领域的新人(我们单位主要是油炉,还有蒸汽锅炉),拜读过您的论文受益匪浅,特别是锅炉运行参数如炉膛负压含氧量等目标值不是从教材上可以找到的。其中几个问题希望您能帮我:    锅炉水位控制是选择电极水位计,还是变送器测量?水位测量需要很精确吗?另外汽包水位控制的解决方案以及三冲量之间的关系    由于是新手问题可能有点幼稚请见谅,如有相关资料请一并打包给我。这是我的信箱 tangjikede320925@163.com 期待您的答复。 谢谢!

唐老鸦

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发表于:2005-10-08 16:41:00
146楼
锅炉水位控制是选择电极水位计,还是变送器测量?水位测量需要很精确吗?谢谢!

autoyx.com

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发表于:2005-10-12 12:41:00
147楼
锅炉燃烧风煤(燃)比自寻优控制 锅炉燃烧自寻优控制原理介绍: 国产中小型锅炉具有时变、多干扰、强耦合、非线性、大滞后等特点,在线修改风/煤的合理配比是优化燃烧的关键,风/煤比自寻优控制的设计思想是:如果上步风机挡板开度变化与本步热量信号的符号同为正向,则下步风机档板开度变化为正;如果上步风机挡板开度与本步热量信号的符号同为反向,则下步风机挡板开度变化取为原来的反向,即取正;如果上步风机挡板开度变化为反向,而本步热量信号为正向,说明此时锅炉效率处于反向增大阶段,则下步风机挡板开度变化继续取为反向;如果上步风机挡板开度变化为正向,而本步热量信号为反向,即锅炉效率正在下降,则下步风机挡板开度变化应取反向;综合上述思想可得到以下两条自寻优控制设计原则: (1)如果本步热量信号为正,则保持原来风机挡板变化方向不变。 (2)如果本步热量信号为负,则改变原来风机挡板变化的方向。 锅炉燃烧自寻优控制装置(系统)的优点 1. 燃烧控制不需要氧化锆传感器 传统的燃烧控制方法均采用炉膛出口处安装氧化锆传感器测量烟气中的含氧量来实现风煤比的控制,以获得最佳燃烧。但氧化锆价格昂贵(国产的需5000元左右,进口一支几万元),易于烧坏,需经常更换(属消耗品,大部分锅炉甚至取消氧化锆),不但造成运行成本增加,而且控制的可靠性和稳定性差。本系统不需要氧化锆传感器,而是采用“燃烧风/煤比自寻优控制”方法控制风煤比,确保燃烧处于最佳状态,不但降低了运行成本,而且大大提高了控制系统的稳定性和可靠性。 2. 节能效果显著、改善环保条件 本系统采用“燃烧风/煤比自寻优控制”方法,使煤在炉内燃烧处于最佳工作点(也就是风煤比为最佳),不但能减少机械与化学不完全燃烧损失,而且也减少了排烟损失,比人工司炉热效率提高1-3%,节约煤5%-8%,有利于节能增效;由于燃烧处于最佳风煤比,煤在炉内实现完全燃烧,大大减少了烟囱排烟中的含碳量,减少了烟囱冒出黑烟对大气和周围环境的烟尘污染。解决了当前锅炉使用单位日益迫切的环保压力问题。 详见: http://www.autoyx.com/icpower/xy1.htm

dcrsn

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发表于:2005-10-12 14:36:00
148楼
ding

我心我素

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发表于:2005-10-13 16:24:00
149楼
好帖子

秦皇岛华电

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发表于:2005-12-06 14:29:00
150楼
楼上说的本人不是很懂啊!
可我知道我们把差压水位计的平衡容器装到了气包里!
并不用温度补偿,不用修改程序,完全真正的反映气包水位!
并拥有气包内置电极!!!
各水位计之间偏差不超过30毫米! 

浪潮的爱

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发表于:2005-12-06 19:26:00
151楼
以前不太了解,现在看了,知道一点了,谢谢

zjlongs

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发表于:2005-12-12 21:54:00
152楼
我想知道你们谈论这么多,有没有考虑过程量 的检测问题,如果说
一个闭环控制中反馈量不准却,如何去控制。
我说的就是高温溶液的测量问题,如果无法直接测量其温度,间接测量误差和滞后都很大,该如何去控制

zjlongs

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发表于:2005-12-12 21:54:00
153楼
我想知道你们谈论这么多,有没有考虑过程量 的检测问题,如果说
一个闭环控制中反馈量不准却,如何去控制。
我说的就是高温溶液的测量问题,如果无法直接测量其温度,间接测量误差和滞后都很大,该如何去控制

草原之壶-1

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发表于:2006-05-30 10:21:00
154楼
阿满先生、张俊年先生:你们好,能否将你们的详细资料发给我,很想想你学习。能把图发给我吗,不胜感激。humingjun1973@163.com

阿满

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发表于:2006-07-18 11:29:00
155楼
各位,资料都收到了吧

路漫漫

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发表于:2006-09-29 14:26:00
156楼
有没有哪位高手有给硫化床给煤系统投自动的经验

菁瑶

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发表于:2006-10-26 14:56:00
157楼
谁能告诉我锅炉燃烧系统的时滞表现在什么地方?谢谢

www.cn

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发表于:2006-10-29 23:27:00
158楼
阿满:
       你好!能把图发给我吗?谢谢
blueblue1234567@163.com

锅炉工

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发表于:2008-03-06 13:43:00
159楼

呵呵,

小志

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发表于:2008-12-24 13:39:41
160楼

不错,学到不少知识,谢谢分享


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