燃煤注汽锅炉控制系统设计与模糊控制应用研究

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1、摘要蒸汽驱采油是指重油开采时向重油层注入适当干度的高压蒸汽进行原油采集。以往生产高压蒸汽的注汽锅炉都是以原油或天然气为燃料，在我国实施“以煤代油”计划后，各油田开发了不同的燃煤注汽锅炉以降低燃料成本。由于燃烧方式的改变，在锅炉控制上出现了许多技术难题。本文以辽河油田某注汽站的燃煤注汽锅炉为背景，旨在提高自动化水平上进行了大量研究工作。在分析注汽锅炉工艺流程和国内外研究现状的基础上，对新建的燃煤注汽锅炉控制系统进行了设计。系统采用上、下位机分层结构，分别完成数据采集、实时控制和过程监控。之后，对控

2、制系统进行了现场安装和调试，设备运行后进行了大量实时数据采集。针对燃煤注汽锅炉控制中的诸多不确定因素，依据所采集的实时数据，对蒸汽压力、风煤随动控制环节进行了模糊控制器设计。对蒸汽干度控制提出了恒压力和恒流量两种控制策略。并将模糊控制Matlab仿真结果应用于实际系统。在蒸汽干度控制策略实旌过程中，通过检测锅炉给水和炉水电导率测量蒸汽干度。在分析影响蒸汽干度的主要因素基础上，采用了工程实用的前馈-反馈控制复合控制技术，确保了蒸汽干度控制的精度和稳定性。此外，构建了控制系统的全部硬件并编制了部分监

3、控软件。关键词注汽锅炉；锅炉控制；模糊控制；前馈．反馈控制；蒸汽压力；蒸汽干度；ADAM5510燕山大学工学硕士学位论文AbstractSteamdriveoilrecoveryisthemethodinwhichhighpressuresteamwithsuitabledrynessfractionisinjectedintoheavyoilstratum．Crudeoilandnaturegasarethemainburningmaterialofsteam—injectionboileri

4、nthepast．Inordertoreducethefuelcost，Manykindsofsteam-injectionboilerburningpulverizedcoalhasbeendeveloped，aftertheprojectof‘‘replaceoilwithcoal’’inOUrcountry．Therearestillmanyimportantconditionneededtobesolvedbecauseofthechangingofburningmode．Itisbas

5、edonthesteam-mjectionboilerburningpulverizedcoalLiaoheoilfield．Plentyofresearchhasbeendoneaimatimprovingautomaticlevelofthecontrolsystem，Thecontrolsystemofnewsteam-injectionboilerburningpulverizedcoalhasbeendesignedbasedontheanalysisofthetechniquespr

6、ocessandstatusinquoincountryandoverseasresearch；Thissystemusesstratificationstructure，themasterandslavecomputer．Themasterperformancesthedadaacquisitionandreal-timecontr01．Theslavemonitorstheburningandthermaldriveprocess．Theauthorhasfinisheditsinstall

7、ationanddebug．Furthermore，greatdealsoffielddataarecollectedduringtheequipmentrunning．Steampressure，thescaleofwindandcoalfuzzycontrolsystemhasbeendesignedbasedonthecollectedreal-timedataduetomanyvariationandrandomdisturbance．Theconstantpressureandcons

8、tantflowcontrolstrategyhasbeendesignindrynessfractioncontr01．Moreover,thesimulationresultofFuzzycontrolbyMatlahlanguagehasbeenappliedinpractice．Drynessfractionismeasuredbydetectinginletwaterandoutputwaterconductoranalysisduringtheimplementationofdryn