热能与动力综合项目工程毕业设计方案开题报告

600MW机组汽包锅炉水位控制系统设计和仿真一、选题背景和意义伴随工业生产在规模扩大同时,不停创新生产设备,锅炉作为整个电厂热源和动力,也向着大容量、高参数、高效率不停发展扩大。现在,中国现有工业锅炉几十万台,然而,因为技术落后,设备陈旧,低工作层次,锅炉工业炉和工业炉奋现在普遍存在热效率低,能耗高问题。面对能源短缺危机,釆用计算机控制锅炉和工业炉密是一个关键节能方法,实践证实,采取计算机控制炉能够节省5~10%能量。火电厂锅炉以其大容量,参数(压力,温度)通常高于工业锅炉,在火电厂作为关键动力设备,锅炉技术进步对电力生产发展有直接影响。同时,为了确保安全,稳定生产,锅炉设备控制系统变得越来越关键。可见,加紧工业锅炉技术改造,快速增加其自动化控制水平是一项紧迫任务。其中,7_K位、压力、温度为锅炉运行质量好坏关键指标。水位过高,冲击分离器,以产生蒸汽带水现象,水位太低,汽水循环系统受到影响,造成局部过热致使金属管爆裂。所以,必需严格控制水位在要求范围内,确保该设备正常运行。将水位、温度、压力控制在要求范围内刻不容缓。汽包水位是确保锅炉正常、安全运行关键指标,水位过高产生蒸汽带水现象,水位过低则，影响汽水循环系统,致使高压金属管局部过热爆裂。采取自动控制系统将汽包水位保持在要求范围之内,确保其它各工作部件正运行。本文关键结合现场工作条件下介绍汽包锅炉水位控制系统软硬件工作过程,同时简单介绍6600MW超临界机组汽包锅炉水位控制系统设计和仿真。二、中国研究现实状况作为火电厂行业发电设备之一,锅炉是一个多输入,多输出,多回路,非线性相互关联生产设备,输入和输出参数也相互交叉影响。锅炉控制系统调整对象较复杂,调整参数、被调整参数和错综复杂扰动参数较多,所以必需依靠自动化装置协调操作来替换人工操作,使气温气压保持在要求范围之内,蒸汽量可适应汽轮机工作所用产量相适应;控制给水量使得汽包水位保持在正常水位运行从而确保合格蒸汽品质;锅炉工作过程中应稳定经济燃烧,减小热量损失提升锅炉效率;自动控制系统应同时满足立即且正确对锅炉工作系统进行自动调整。现在生产现场中均依据具体生产要求和特点,在单回路基础上考虑多变量回路并加以修正。汽包锅炉水位自动调整控制系统作用即为将锅炉这么一个设备、参数较复杂控制对象能够安全、可靠和经济运行。伴随电子计算机技术在锅炉自动控制系统中广泛应用,现代以煤为燃料大容量高参数再热锅炉劳动条件、工作环境均得到一定程度改善,其安全性和经济性也得到深入提髙。现在火电厂所使用600MW机组汽包锅炉水位控制理论以下:1.基于模糊PID控制控制系统釆用模糊PID控制系统关键依据PID控制器三个参数和偏差e和偏差改变之间模糊关系,在运行时不停检测e和偏差改变,经过事先确定关系,利用模糊推理方法,在线修改PID控制器三个参数,让PID参数可自整定。此控制系统原理简单、使用方便,而且含有更大灵活性、适应性,控制精度也更高。2.基于集散控制控制系统集散控制系统(DCS),被称为分布式控制系统,相对于集中控制系统一个新计算机控制系统而言,它是基于集中控制系统演变发展而来。在系统功效方面,DCS和集中控制系统之间区分不大,但实现方法是完全不一样,该系统由工程师站,操作员站,现场控制器,通信网络和其它组件组合而成。现在使用较为广泛是由浙大中控研制开发JX—300DCS集散控制系统,在该系统控制下,能够使汽包水位误差小于士10mm,蒸汽压力误差小于士0.05mPa,排放废气中含氧量从2.5VOL%±l%下降至1.5VOL%±0.4%,系统运行稳定、无振荡、蒸汽耗热量大大降低,可提升动态控制品质,改善劳动环境,经济效益较高。3.基于神经网络控制系统现代科技应用中,科学家将神经网络控制系统也应用和锅炉控制系统中,起到了很好作用。神经网络控制含有很强能力来迫近非线性函数,即非线性映射能力,该控制系统釆取这一独特优势,实现愈加好控制能力。能够输入ziJ出信息进行分析神经网络系统,经过釆集、归纳、“自我学习”等功效,产生对应隶属函数和模糊规则对控制系统要求进行实时处理。其次,神经网络釆用并行分布式信息处理方法,处理难以用经典模型或描述过程或系统,其信息综合能力较强,不仅适适用于过程控制,一样也适适用于实时控制。4.基于教授控制锅炉控制系统在锅炉控制系统中部分控制对象,其控制性能指标、实时性及可靠性要求较高,同时为满足其性价比要求,能够将教授控制系统简化,相当于教授控制器。该控制器通常由知识库、控制规则集、推理机制、信息采集和处理结构组成,其中包含了大量在该领域知识和教授水平经验,利用人类教授知识和处理问题思维方法来处理高层次问题[5]。经过一个或多个教授所提供专业知识内容,经过推理和判定,模拟人类教授决议过程,以处理那些需要人类教授才能处理好达成较满意控制复杂问题。基于教授控制锅炉控制系统控制性能很好,动态性能也愈加好,简单易懂,相较于传统PID参数调整也更简易、方便。综合现在研究情况及应用情况来看,已含有较强自学习能力神经网络控制系统及含有较强知识表示能力人工模糊智能PID控制仍占据关键地位。该两种控制精度较高,反应较灵敏,且相对性价比较低,是锅炉水位控制系统中关键控制方法。国外研究现实状况在国外对电站锅炉600MW机组水位控制系统研究中，关键以将多种控制方法用于实际系统中为主，如鲁棒控制，人工神经网络控制和模糊控制等。AdarshaSwarnakar等人提出一个使用输出反馈线性矩阵不等式解法(LMI)，对锅炉给水系统进行控制，作者首先讨论了输出反馈应用在线性矩阵不等式解法中对系统稳定性影响。随即对锅炉汽水系统(包含上升管，下降管系统和汽包）进行机理建模，并将得到微分方程变换成状态空间形式，并使用输出反馈线性矩阵不等式求解器进行求解，结果显示系统含有较强稳定性和很好控制效果。P.K.Saha及MohammedShoib等人在文中将人工神经网络方法应用到ZIA肥料一台小型锅炉上，作者为该汽包锅炉建立了集中控制系统，包含风油配比，燃烧控制和锅炉给水控制，结果显示，人工神经网络控制方法效果优于于传PID控制策略。A.M.Prokhorenkov，A.S.Sovlukov等人将模糊控制策略用到锅炉集中控制系统中，并在国家区域供热企业TEKOS下属Severnaya供热站用锅炉进行试验研究，该电站采取TDC-3000控制系统。结果显示模糊控制含有较优控制效果。未来发展趋势伴随测量技术和计算机信号、控制策略处理技术不停提升，600MW锅炉汽包水位控制将不再是一个难以应正确棘手问题。针对不一样机组设备，一定会有一套适合参数，一套完整逻辑来完成汽包水位自动控制系统稳定、正确、快速动作，很好实现自动控制最终目标。参考文件1、《热工自动控制系统》文群英主编中国电力出版社；李晓燕,孙建平,李伟,王立军,韩猛.

汽包锅炉给水串级三冲量控制系统[J].机械工程和自动化.(01)王卓,付冬梅,刘德军.

锅炉汽包水位控制系统研究[J].自动化仪表.(11)胡伟,王福忠,余发山,闫有运.

工业锅炉汽包水位模糊PID控制策略研究[J].焦作工学院学报(自然科学版).(04)[8]黎兵,李夔宁.

汽包锅炉串级三冲量给水控制系统MATLAB仿真[J].东北电力技术.(06)6、《热工过程自动调整》丁轲轲主编中国电力出版社；7、《热工控制系统》边立秀主编中国电力出版社；8、《热工自动控制系统》李遵基主编中国电力出版社；9、《自动控制原理》于希宁主编中国电力出版社；10、孙民爱,郭富丰,朱景军.

汽包水位控制及变参数调整在金山热