循环流化床锅炉床温建模研究

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1、第30卷第11期计算机仿真2013年11月文章编号：1006—9348(2013)11—0108—04循环流化床锅炉床温建模研究杨永超，孙海蓉，张悦(华北电力大学，自动化系，河北保定071003)摘要：为了适应我国发展清洁煤燃烧技术的要求，循环流化床锅炉燃烧系统的优化控制方法已成为全行业研究的热点问题，其燃烧系统的建模和控制问题也一直是学术研究的重点。循环流化床燃烧系统建模包括数值建模和机理建模，它们涉及到多燃烧过程中气固两种流态下的理解和描述，而已存在的机理模型过于复杂不适用于现场控制系统的设计和优化。本文基于实际机组的运行数据

2、，围绕循环流化床锅炉燃烧系统的特性，通过神经网络辨识的方法来建立床温模型，从而达到预测的目的。关键词：循环流化床锅炉；床温；建模；神经网络辨识中图分类号：TP311．52文献标识码：BModelingandResearchonBedTemperatureofCirculatingFluidzedBedBoilerYANGYong—chao，SUNHai—rong，ZHANGYue(NorthChinaElectricPowerUniversity，DepartmentofAutomation，Hebei，Baoding，07100

3、3)ABSTRACT：InordertoadapttotherequirementofthedevelopmentofcleancoalcombustiontechnologyinChina，optimalcontrolmethodofCirculatingFluidizedBedCombustionSystemhasbecomeahotissueacrosstheindustry．Also，theproblemsofcombustionsystemmodelingandcontrolhavebeenthefocusofacade

4、micresearch．TherearetwomethodsofmodelingabouttheCirculatingFluidizedBedCombustionSystem，whichincludethenumericalmodel—ingandthemechanismmodeling．Theyinvolvetheunderstandinganddescriptionoftwokindsofflowpatternwhicharegasandsolid．Buttheexistingmechanismmodelingistoocom

5、plextoapplytothedesignandoptimizationofthepracticalcontrolsystem．Basedontherunningdataofactualunit，bedtemperaturemodelisestablishedonneuralnetworkidentificationwhichisfocusedonthecharacteristicsoftheCirculatingFluidizedBedCombustionSystemtoa—chievethepurposeoftheforec

6、ast．KEYWORDS：Circulatingfluidizedbedboiler；bedtemperature；modeling；neuralnetworkidentification1引言循环流化床锅炉在结构上与常规的煤粉炉有显著的差别，在控制上存在着许多不同之处，其中最主要的是燃烧室内的床温控制，因为在燃烧过程中几乎所有的的控制和调节都是在稳定床温的条件下进行的。循环流化床锅炉的床温是指炉膛密相区内的物料温度，过高或过低的床温都会影响循环流化床燃烧的效率和安全。在床层中煤粒挥发分的析出和碳反应速率都会受到床温的影响，床温越

7、高析出率和反应速率越快。因此床温的提高对提高燃烧效率，缩短燃尽时间极为重要。然而床温的的提高受灰熔点的限制。考虑到床层断面上温度的不均匀性，燃料表面温度要高于床层温度，通常要求床温比煤的变形温度低收稿日期：2013-07—01一108—100～200'E。所以床温的高限应该根据煤的变形温度而定，一般不超过1000～1050。C。床温又不是越高越好，因为过高的床温会使脱硫率明显降低，最佳的脱硫温度因控制在850。C⋯。在床温允许的范围内，经常采用增减燃料量和风量，保持正常运行的床压，从而利用床温的变化达到小范围增减负荷的目的。影响床

8、温的因素很多，但主要为给煤量和一二次风量的配比，所以可以通过调节给煤量和一次风量来调节床温。一次风量对床温的影响比较显著。较少的一次风变化会引起床温较大的变动，而且会影响燃烧效率。所以给煤量才是循环流化床床温的最终决定因素。采用常规的PID调节有很