增压锅炉发电机组变负荷燃烧控制规律研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文增压锅炉发电机组变负荷燃烧控制规律研究硕士研究生：蔡世宇指导教师：朱齐丹教授学科、专业：控制科学与工程论文主审人：蔡成涛副教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文增压锅炉发电机组变负荷燃烧控制规律研究硕士研究生：蔡世宇指导教师：朱齐丹教授学位级别：工学硕士工程领域：控制科学与工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheP

2、rofessionalDegreeofM.EngOptimalControlStrategyforVariableLoadCombustionofTurbochargedBoilerGeneratorCandidate:CaiShiyuSupervisor:Prof.ZhuQidanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:ControlScienceandEngineeringDateofSubmission:January,2018DateofOralExam

3、ination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护

4、知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日

5、期：年月日年月日摘要汽轮机在船舶动力中主要以推进汽轮机和发电汽轮机两种形式存在，是船舶航行为了实现在船舶运行过程中对于船舶燃烧系统和汽轮机之间的协调控制策略研究，本文建。立在实。际科。研项。目的基。础上，根。据各装。置的工。作原。理，对增。压锅。炉燃。烧系。统和汽。轮机之。间的协。调控。制进。行了控。制策。略的研。究，开。展了以。下的研。究工。作：首先，结合增压锅炉及其辅助设备的运行特点，对增。压锅。炉燃。烧系。统的工。作机。理进行深。入研。究。遵循质量守恒和能量守恒定律，对增压锅炉燃烧系统进行建模。对于燃烧系统回路、烟气回路、主汽轮机负载端

6、分别进行模型的建立，为整体燃烧系统的控制奠定了基础。其次，针对于燃烧系统输入端，即燃油、空气回路进行了控制方法研究。燃油端通过对各个回路进行PID控制得到了很好的动态特性，考虑到燃烧过程中的安全性，进行了对于燃油流量、燃油总管压力、燃油压差三回路的耦合控制，验证了燃油系统耦合过程的安全、可行性。通过对于烟气回路的PID控制得到了涡轮机组、辅汽轮机的动态特性曲线，验证了烟气回路的模型正确性，并在PID控制器的基础上提出了模糊控制，进一步改善了空气流量的动态性能。考虑到燃烧过程中的安全性，通过对于不同工况下空气、燃油比的调节，在燃烧系统负荷增加过

7、程中预先对空气流量进行补偿，燃烧系统负荷降低过程中预先减少空气流量，防止增压锅炉在燃烧过程中出现冒黑烟、白烟的现象。根据这些现象提出了对固定空燃比的改进设计。并通过仿真验证了对空燃比优化后系统动态性能的改善情况。然后，在主蒸汽回路输入端，即燃油、空气回路得到良好控制的前提下，对主蒸汽压力回路进行了PID控制，验证了模型的准确性，但是负载、工况发生变化的情况下，PID对于整体系统不能够很好的完成跟随调节。考虑到燃烧系统是一个复杂的、大滞后环节，提出了广义预测控制的控制策略。并通过离线辨识对广义预测控制进行了模型参数整定。完成控制器的设计，能够实

8、现负载端变化情况下，对于主蒸汽压力更好的控制。最后，本文考虑到船舶推进汽轮机在电站负荷突变时受到影响，针对这种情况作出协调控制策略。类比汽轮发电机组的数学模型给出推