垃圾焚烧炉汽包水位的模糊控制

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1、垃圾焚烧炉汽包水位的模糊控制

2、第1　垃圾焚烧炉汽包水位的模糊控制赵亚军，周洁，浦兴国，袁镇福(浙江大学热能工程研究所能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室，浙江杭州310027)摘　要：针对循环流化床生活垃圾焚烧锅炉热负荷波动较大，给水调节阀调节特性差的状况，专门设计的锅炉汽包水位模糊三冲量串级自动控制系统，采用调节参数模糊智能自调整，主副回路采用异步控制方式，调节阀的调节特性进行线性化处理等策略。有效提高调节品质，将水位控制在较小的波动范围，满足垃圾发电机组运行的要求。关键词：模糊控制；汽包水位；垃圾焚烧Fuzzycontrolforsteam

3、drumlevelofalPoentEngineeringKeyLabofMinistryofEducation，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Municipalssuchasfurnaceheatloadfluctuationinlargescopeandloaincontrolfeed－entfuzzycontrolsystemisusedtomodulatePIDcontrolparametersinanon－lineareoperatedasynchronouslytoe

4、ffectivelydecreaseregulationtimeandimproveregulationprecision.Keywaterlevel；wasteincineration0　引言循环流化床锅炉具有燃料适应性强、投资省等优点，近些年被许多热电厂用来焚烧处理城市生活垃圾，既减少了环境污染，又利用垃圾热量供热和发电，产生很大的社会效益和经济效益。目前电厂焚烧的垃圾基本未经分检，使得垃圾的热值、水分含量等变化范围较大，极易造成燃烧状况不稳定。燃料扰动较大，锅炉燃烧控制难度大，也增加了汽包水位调节的难度。此外，大多垃圾焚烧电厂的设备投资相对

5、较少，配置的主给水电动调节阀门和旁路给水调节阀门执行机构的调节性能较差，在很大程度上增大了水位自动控制回路整定的难度。因此典型的三冲量PID控制方式已不能达到汽包水位自动调节的要求。拟采用三冲量串级控制结合PID参数模糊自整定的复合控制方式，实现PID参数的在线自动调整，使控制回路具有自适应性能。调试结果显示，在不同锅炉负荷条件下，采用以上复合式控制策略能够较好地克服上述水位调节系统本身的缺陷，并兼顾快速性和稳定性等调节品质要求，取得了较好的效果。1　模糊三冲量水位控制原理汽包水面以下的水容积中是饱和水和蒸汽的混合物，含有大量汽泡，其体积会随着锅

6、炉蒸发量、给水量和炉膛热负荷而变化，因此存在“虚假水位”现象。影响汽包水位H的主要因素有：蒸汽流量D、给水量W和热负荷R。因此，汽包水位动态特性方程有点类似于双容水槽的水位控制动态特性，可以表示为：式中T1、T2是水位项时间常数；TW，TD分别是给水流量项和蒸汽流量项的时间常数；αW，αD分别是给水流量项和蒸汽流量项的比例放大系数。引起汽包水位变化的主要扰动因素是蒸汽流量和给水量。相比之下，热负荷的扰动所引起的水位变化的时间常数较大，其“虚假水位”的幅值相对较小。因为热负荷突然增加会使汽包水容积中汽泡容积增加，水位上升。由于蒸汽流量不变，汽包压力

7、增大会使汽包水容积中汽泡容积减小，对水位上升产生一定的抑制作用。因此给水量w的扰动可看成主要内扰因素，而蒸汽流量D的扰动是外扰。在进行控制系统整定调试前分别进行内、外扰动下的水位响应特性试验，获取相应的迟延时间τ和响应速度ε，计算初始调节参数。模糊三冲量串级控制回路如图1所示。系统由主、副两回路组成，主回路的输出作为副回路的输入，从而构成串级回路结构。主回路以水位作反馈量。副回路以给水量作反馈量，能及时消除给水压力变化等内扰。同时以蒸汽流量作前馈量，使得给水量的调节能快速跟踪蒸汽流量的变化。针对垃圾焚烧电厂给水电动调节阀调节性能较差的状况，将副回

8、路也设定为比例积分环节，有利于消除给水量调节的静差。