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基于二自由度模型驱动PID的CFB锅炉床温控制

2016-01-19吴丹丹张丽香贾建东张培华樊泽明

自动化与仪表 2016年3期

吴丹丹 ,张丽香,贾建东,张培华 ,樊泽明

(1.山西大学 自动化系,太原 030013;2.中北大学 机械与动力工程学院,太原 030051;3.山西平朔煤矸石发电有限责任公司,朔州 036800;4.中电神头发电有限责任公司,朔州 036013)

循环流化床锅炉具有污染物排放少、燃料适应性广、燃烧效率高、易于实现灰渣综合利用等优点,在工业和商业领域得到广泛应用[1],特别是随着国内煤炭资源情况变化,国内越来越重视利用CFB技术燃用低热值燃料[2]。但是,由于循环流化床锅炉是一个分布参数时变、非线性、多变量紧密耦合的控制对象,且主汽压和床温之间存在强耦合关系,这给床温自动控制带来较大困难。循环流化床锅炉床温的稳定与否直接影响锅炉运行中的脱硫效率及氮氧化物的生成量。床温过低,不但使锅炉效率下降,而且使锅炉运行不稳定,容易灭火;床温过高,会使炉内脱硫效率下降,氮氧化物的产生量大大增加,同时容易造成炉膛内料床结渣,导致锅炉出力下降,甚至被迫停炉。因此,锅炉运行床温应控制在830℃~870℃之间为最佳[3]。综合以上因素可知,固定参数的常规控制器已经很难满足复杂多变的CFB锅炉燃烧控制系统的控制性能。因此,控制专家们一直在寻求新的控制策略。

模型驱动控制(MDC)的概念由Kimura在2000年的悉尼控制与决策国际会议上提出,并将模型驱动控制定义为采用过程模型作为控制器的主要组成部分,对被控过程实现自动控制。Masanori[4]等在2002年提出的二自由度模型驱动PID控制已经能够初步应用在大迟延、大惯性的系统中。……

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