循环流化床锅炉床温自动控制系统设计基础

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1、第一章绪论1.1选题研究的背景与意义1.1.1选题研究的背景循环流化床锅炉（CirculatingFluidizedBedBoiler,简称CFBB）,是一种具有高效性、低污染性、燃烧适应性广、负荷调节性能好的一种发电设备，在火电厂屮占有主要的生产地位。循环流化床锅炉技术是一种较为成熟的淸洁燃烧技术，其特殊的燃烧方式可以降低硫化物和氮氧化物的排放量。此外，良好的燃料的适应性和稳定性，也使得循环流化床锅炉相比于常规的煤粉炉更适合燃用劣质燃料，R前在国闪外应用领域屮得到了很高的重视，已经成为燃烧技术中的主要力量，

2、在我国投入使用以来，其数量快速增加。然而，循环流化床锅炉商业化不断发展的同时，也给锅炉的自动化控制带来了更高的要求，其中床温的自动化控制水平是其中最为关键的技术要求之一。近十多年来，我国对循环流化床锅炉的研宄开发取得了一些成绩，循环流化床锅炉在小容量燃煤锅炉（75t/h以下）的市场中己具有一定的优势。在进行屮小容量产品的完善化的同时，正向着较大容量的产品研发方向发展。鉴于循环流化床锅炉的优点和我国煤资源的特点，大型循环流化床锅炉在我国有巨大的发展空间，它必将在燃煤电站锅炉市场上占据一席之地。在我国火电厂的电力

3、生产中，锅炉的床温是整个循环流化床锅炉中工质的最高温度（循环流化床锅炉床温正常运行时能够达到900到1000摄氏度），这对电厂的安全、经济的运行具有很大的影响。但是，影响床温变化的因素很多，主要有锅炉负荷、炉膛过量空气系数、给水温度、受热面污染情况和燃烧器运行方式等，而且床温对象具有延迟大、惯性大、时变性及不确定性等特点，因此，对床温的控制具有一定的难度，特别是当发生扰动的时候。在床温控制的过程屮，能够及时的调节控制系统，把床温维持在一定的偏差范围內，对自动化控制系统来说非常重要。除此之外，随着社会的不断进步

4、，整个国民经济对电力的需求越来越大，对电力供应的可靠性也提出了更高的要求。为保证电力供应的稳定性，一方面要求发电机组的出力要能及时跟上电网负荷的变化，另一方而又要保证机组的安全运行。目前，火电厂大容量、高参数机组不断增加，电网调度自动化的程度口益提高，锅炉床温控制系统对机组运行的安全性和经济性有着直接的影响。因此，有必要对床温的温控系统进行研宄，实现一种自动化床温控制的装置，提高整个电力系统运行的效率和安全系数，降低火电厂发电的成本。目前，循环流化床锅炉床温的控制己成为各个电厂生产过程控制系统中的一个热点问题

5、，大部分电厂在工况变化幅度较大的情况下都需采用人工手动来调节循环流化床锅炉的床温，这对电厂提高生产自动化水平的目标形成了一个瓶颈，所以许多电厂都迫切希望能有一种理想的控制策略来实现对床温的有效控制。1.1.2选题研究的意义随着科技水平的不断发展和进步，在工业的控制过程中，对控制的要求也越来越高，不仅要求控制的精确性，还注重控制的实时性、容错性、兽棒性以及对控制参数的自适应性及学习能力的提高。同时，在一些相对复杂的系统中，还对数学模型的建立、分布式参数的确定、庞大数据类型标准的定制等提出了更高的要求。这就要求人

6、们在控制理论的基础上进行创新，利用新的控制理论和控制技术来提高整个控制的水平，实现循环流化床锅炉的床温的自动化控制，提高火电厂的经济效益，适应现代电力生产需求，同时也能给床温的自动化控制带来新的机遇和发展空间。330丽的循环流化床锅炉是循环流化床锅炉最新的型号，其床温的特性具有典型的代表性。近年来，随着优质煤价格的不断上涨、国家节能降耗和环保要求的不断提高，330丽级的大型循环流化床锅炉己成为燃煤火电机组发展的主要趋势。循环流化床锅炉的床温，对于锅炉燃烧运行的稳定性起着至关重要的作用，在对应的负荷下，床温过低

7、会引起锅炉负荷的下降、脱硫效率的下降、飞灰以及底濟含碳量的增加，从而导致锅炉效率的降低等次生事故；床温过高会导致排烟温度升高，降低锅炉效率，而过热器、再热器的超温，会影响到锅炉的安全稳定运行。出于以上原因，木文选用330MW循环流化床锅炉的床温做为对象，研究330MW循环流化床床温自动控制系统，采用神经网络辨识PID的控制方法，实现对床温的温度进行智能化控制，在火电厂的床温控制领域中，具有非常重要的理论和现实意义，市场应用前景十分广泛。1.2选题的国内外研究现状1.2.1选题的国外研究现状第一台成功运行的流化

8、床是德国人温克勒（FrizWinkler）于1921年12月发明的。循环流化床真正成为具有工业使用价值的新技术是在五六十年代。1976年，Yerushalmi等首次提出了快速流态化的概念，从而引起了人们对循环流化床技术研究的重视，并从二十世纪八十年代开始，形成了一个循环流化床基础研究的高峰期。循环流化床锅炉自八十年代初进入燃煤锅炉市场以來，显示出旺盛的生命力，它不仅在中小锅炉市场中占冇相当的分额，并