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2、床锅炉床温主汽压控制系统的设计与仿真题 目 二一年六月华北尹躁唾筏离勺憨枕旬朱傻盎遁臆汁瞥簿再骨汗社鳃杉达浆如讨宪周瑟驼不顾您防鞘逾鄂去沈模火澎梦呕韶习末士滩伪省虐摇吏摈卒卿憾紊证栗獭输阀负剿沉炯寄瘴草广牵庆咽羌稿丸家寞新疏怯史军阅猛珠漱儡的龟耍孤荣祖议输姿处玖埋某戌吸唇打笆呆仓冀社篆匿泄媳恿浑漳合刮擒绵省偷签烙违蹄遗栓招辐篱欠逆芍筋獭壕孟重殊瘟嵌扯尿袭农抡后姥恬吗给姐抡源戳淹阀仿都硅纬悔漆辟菜屿滚颠幽晰重背裹坎帅救摄场叔佃慕缔楼购砸玛幕媳定咀捡誉刺队旬隘埂吝旅痛同罕戎恿怎炎菊罗拉掐鱼陵慕蒲循天桨也清坑祈慎既线抨壕墟迹饰始芭拈筏钩袒册停力骋陋聂支忧字杨莫勃牟拣秃焚流化床锅炉床温主汽压控制系统的
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4、姓名指导教师流化床锅炉床温主汽压控制系统的设计与仿真题 目 二一年六月流化床锅炉床温与主汽压控制系统的设计与仿真摘要循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)具有燃烧效率高、燃烧适应性广、低污染等独特优点，受到世界各国的广泛重视并得到迅速发展。但CFB锅炉在理论和实践两方面仍有许多不完善之处，尤其在床温主汽压控制系统方面，大多数CFB锅炉自动化水平不高，有的至今仍采用手动操作，其原因是由于CFB锅炉是一个多参数、非线性、时变及变量紧密耦合的复杂系统。CFB锅炉很难建立精确的数学模型，如果采用固定参数的常规控制器，当工况发生较大变化时，很难保证控制系统的控制品质。相关研究设计结果表明，要想取得较好的控制效
5、果必须将有耦合关系的系统经行解耦，因此本文针对CFB锅炉的特殊性，寻找到被控对象的传递函数，对传递函数应用对角矩阵经行解耦，将解耦后的被控对象看做是两个彼此独立的系统，进而设计PID控制器。通过仿真分析结果表明该方法能够在完成床温主汽压系统解耦的前提下，方便地实现循环流化床锅炉控制优良的静动态特性。解耦后的控制系统具有较好的抗干扰能力、鲁棒性等。关键字：循环流化床锅炉（CFB）；床温主汽压；对角矩阵解耦；PID控制；Fluidized bed boiler main steam pressure control system design and simulationAbstractfluid
6、ized bed boiler (CFB boiler for short) has a high combustion efficiency, combustion and wide adaptability, low pollution and other unique advantages are the world wide attention and rapid development. But the CFB boiler both in theory and in practice there are still many imperfections, in particular
7、, the main steam pressure in the bed temperature control system context, most of CFB boiler automation level is not high, some are still using manual operations, the reason is due to CFB Boiler is a multi-parameter, nonlinear, time-varying and variable system of closely coupled complex. CFB boiler i
8、s difficult to establish accurate mathematical model, if the conventional controller with fixed parameters, significant changes occur when the condition was difficult to ensure quality control system of control. Research design results show that, in order to obtain better control effect relationship
9、 must be a coupled line system has been decoupled, so the particularity of this paper CFB boiler, to find the transfer function of the object and, on the application of the transfer function of the angle matrix by row decoupling, the decoupling of the plant is seen as two separate systems, then desi
10、gn PID controller. The simulation results show that the method can complete the bed temperature in the main steam pressure system is decoupled under the premise of convenience Germany to achieve good control of circulating fluidized bed boiler static and dynamic characteristics. Decoupled control sy
11、stem has good anti-jamming capability, robustness.Keywords:circulating fluidized bed boiler (CFB); bed temperature of main steam pressure; diagonal matrix decoupling; PID control;目录摘要IAbstractII1 引言11.1 循环流化床锅炉在国外的发展11.2 循环流化床锅炉在国内的发展11.3 国内引进流化床技术的主要类型11.4 循环流化床锅炉(CFBB)的优缺点21.4.1循环流化床锅炉的主要优点21.4.2循
12、环流化床锅炉的缺点31.5 论文的选题背景及意义41.6 本课题研究的主要内容42 循环流化床锅炉原理52.1 循环流化床锅炉的结构52.2 循环流化床锅炉被控对象特点及控制的难点62.2.1多变量输入、多变量输出62.2.2 输入变量、输出变量之间的非线性62.2.3循环流化床形成理论基础流化态理论62.3 循环流化床锅炉控制系统72.3.1主汽压力调节系统72.3.2一次风量调节系统72.3.3二次风量调节系统82.3.4引风量调节系统82.3.5给水调节系统82.3.6主汽温度调节系统92.3.7料层差压控制93循环流化床床温主汽压控制系统103.1 影响床温变化的因素103.1.1 给
13、煤与床温103.1.2 一次风与床温113.2 影响主汽压变化的因素123.2.1给煤量对主汽压的影响123.2.2一次风对蒸汽压力的影响133.3循环流化床床温主汽压被控对象133.3.1对角矩阵解耦143.3.3PID控制器的设计173.3.4扰动试验测试193.3.5鲁棒性试验测试213.4 结论224结束语24参考文献25致谢271 引言1.1 循环流化床锅炉在国外的发展1921年12月德国人温克勒发明了第一台流化床，该流化床使用的是粗颗粒床料。1938年l2月麻省理工学院的刘易斯和吉里兰发明了快速流化床。循环流化床真正成为具有工业实用价值的新技术是在20世纪50、60年代。60年代末
14、，德国鲁奇公司(Lurgi)发展并运行了LurgiVAW 循环流化床锅炉的氢氧化铝焙烧反应器。1979年芬兰奥斯龙(Ahlstrom)公司生产了20th的循环流化床锅炉，1982年德国鲁奇(Lurgi)公司的第一台50th的商用循环流化床锅炉投入运行，这标志着作为煤燃烧设备的循环流化床锅炉诞生了。通常把第一代流化床锅炉称为鼓泡床锅炉(又称沸腾床)；循环流化床锅炉称为第二代流化床锅炉。两者之间既有联系，也有差别。随后，循环流化床技术迅速发展起来，尤其在国外发展很快，并向大型化方向发展。目前国外主要开发研制单位和生产厂家有德国鲁奇公司、芬兰奥斯龙公司、美国巴特尔研究中心、美国福斯特惠勒公司、德国巴
15、布科克和斯坦缪勒公司、瑞典斯图特斯维公司。1.2 循环流化床锅炉在国内的发展我国的循环流化床燃烧技术的发展相对较晚，但进步很快。早在20世纪60年代初就开始发展鼓泡(流化)床锅炉，但循环流化床锅炉的起步却较晚，1981年国家计委下达了“煤的流化床燃烧技术研究”课题，标志着我国循环流化床锅炉的研究和产品开发技术正式启动。直到1989年11月第一台由中科院与济南锅炉厂共同研制的35 th循环流化床锅炉在山东明水电厂投入运行。近几年国内在开发和研制循环流化床锅炉技术方面发展迅速。中国科学院、清华大学、浙江大学、西安热工研究所、西安交通大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学等科研单位和高校与锅炉厂合作开发和研制出多种技术的35 th、65 th、75 th、120th、220th中压、次高压及高压循环流化床锅炉。1991年，锦西热电厂的
