Smith预估补偿控制在燃煤电厂烟气脱硝控制系统的应用

电站锅炉的烟气脱硝过程同其他电站热工过程一样存在一定迟延性和惯性;根据目前烟气脱硝系统运行情况,总结分析了氮氧化物(NOX)排放控制过程的特点、影响因素以及控制系统;为解决锅炉运行过程中系统呈现出的大迟延和大惯性问题对整个烟气脱硝控制品质产生的影响,以及实现系统的稳定性和快速性,在原有的串级回路系统中,加入了Smith预估补偿控制器提前预估系统的动态特性并对其进行补偿;根据烟气脱硝系统对象的传递函数,设计了Smith预估补偿控制系统,采用Matlab中的Simulink对控制系统的对象和改进前后的控制系统响应曲线进行仿真分析,可以看出改进后系统动态品质变好,系统的快速性和稳定性也明显提高。     

锅炉主蒸汽温度控制系统二次优化控制研究

锅炉主蒸汽温度关系到电厂的安全性和经济性,而主蒸汽温度控制具有大滞后、大惯性、扰动因素多的特点,常用的串级控制很难保证控制精度和稳定性。针对这类被控对象,进行了常规控制系统的分析,提出运用二次优化原理进行控制系统设计,并在控制系统中引入预估模型实现二次优化控制,最后增加非线性均方根放大器环节对优化控制系统再优化。以电厂锅炉主蒸汽温度控制系统为例,对二次优化控制进行了仿真研究,并与传统PID控制进行比较。结果表明,该方法显著提高了控制系统的动态特性、稳态精度及鲁棒性,实现了无超调量、无稳态误差的控制精度。     

基于GA的主汽温系统内模控制研究

主汽温控制系统是典型的大迟延、大惯性、时变控制系统,一直以来都是火电厂自动控制的难点。为此将内模控制引入主汽温控制系统,并提出采用遗传算法对滤波器参数优化整定,该方法简单易行,相较于传统PID参数整定方法具有一定的优越性。并对内模控制为主控制器的IMC-PI控制系统进行SIMULINK仿真,与PID-PI控制系统进行对比,仿真结果表明IMC-PID控制系统相比于传统PID-P串级控制系统过渡时间短、超调量小、鲁棒性好等特点。其控制效果好于常规串级 PID 控制系统,适用于大迟延、大惯性过程的控制,并且易于在工业上实现。     

变论域模糊控制器单元机组SCR烟气脱硝控制研究

SCR烟气脱硝系统的脱硝率由喷氨量来控制,而喷氨流量控制系统控制喷氨量,因此,优化喷氨流量控制系统能有效提高脱硝率。设计了一种基于变论域的模糊控制器来实现喷氨量的优化控制,并采用 MATLAB 仿真软件对此控制方案进行仿真,并与传统的控制方案的结果进行对比分析。结果表明,基于变论域的模糊控制喷氨流量系统相对于传统的PID控制,其超调小,且鲁棒性较强,有效地提高了控制品质。     

大滞后系统控制策略研究

具有大延迟环节的被控对象在工业现场中普遍存在，事实证明传统的控制方法如PID控制不能很好地控制这些对象。史密斯预估控制能消除大迟延对系统控制过程的影响，但由于受到这种控制策略对模型精度要求很高等限制，并未在实际的工业过程中得到广泛应用。随着微型计算机技术的快速发展和广泛应用，人们从实践中探索出了一种新的控制策略一预测控制，本文详细地从工作原理、数学推导方面探讨了一种基于预测控制的控制算法，即动态矩阵控制（DMC）     

微型燃气轮机动态模拟与分析

在建立压气机、燃烧室、透平、回热器、转轴转动惯性等单元部件动态模型的基础上,建立了恒转速简单和回热型微型燃气轮机的系统动态模型及其控制系统模型,对其冷启动、升降负荷和甩负荷动态过程进行了动态模拟,并对两者的动态性能进行了对比。结果表明,系统动态模型能够有效地对系统的各个典型动态过程进行模拟与分析,计算稳定可靠,可为微燃机控制系统设计与分析提供模型基础;控制系统设计合理,能够满足调节负荷和转速的要求,保证循环系统安全运行;回热器的热惯性和扰动幅度是影响微燃机系统响应的重要因素。     

基于预测PI的多变量控制在锅炉燃烧系统中的应用

在锅炉的燃烧控制系统中,燃烧对象是一个具有多变量、强耦合、强干扰、大滞后等特性的复杂过程系统,常规的PID控制无法满足实际需求。针对该问题,提出了将动态解耦方法与非线性最小二乘优化算法相结合,得到降阶模型,并运用预测PI控制算法进行控制研究。仿真结果表明：基于降阶模型的预测PI解耦控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性,且抗干扰能力强,具有一定的实际应用价值。     

锅炉汽水系统动态过程仿真

本文采用模块化建模的方法,建立了电站锅炉系统中汽温系统、蒸发系统较为精细的动态数学模型,针对某20万千瓦机组,细致地模拟了几种情况下锅炉汽水侧多个点的基本参数的变化过程,并对结果进行了分析,有助于判断汽水侧动态过程对锅炉运行的影响。     

PCI总线锅炉水位系统的多样化控制及其组态仿真实现

针对现有锅炉水位实验系统存在控制装置交互性差、控制算法单一等缺点和不足,作者提出采用基于PCI总线数据卡构建锅炉水位控制系统的控制方案,给出了PCI总线锅炉水位控制系统的设计方案。在此基础上,详细阐述了锅炉水位实验系统的模糊控制方案,给出了模糊控制器的设计过程和设计步骤。最后,使用组态软件将锅炉水位控制过程进行可视化,生动直观地展示锅炉水位的控制全过程。运行结果表明：采用模糊控制和组态软件的PCI总线锅炉水位控制系统具有控制算法灵活、控制过程可视、控制效果理想等特点。     

基于类前馈解耦的双模糊控制在电站锅炉燃烧系统的仿真研究

为了进一步提高目前电站锅炉燃烧系统的控制性能,在分析了某亚临界锅炉燃烧系统动态特性与影响因素的基础上,将各回路主控制器采用可以适时调整控制器参数的模糊自适应PID控制器,并且根据前馈补偿解耦原理在各耦合回路间增加类前馈补偿的模糊解耦控制器来实现全新的燃烧系统优化设计;通过MATLAB仿真表明,采用文章提出的双模糊控制策略相比常规的模糊自适应PID控制,响应时间缩短了45.2%,超调量降低了53.6%,调节时间减少了32.7%,鲁棒性增强,控制性能有了很大提升。     

介质阻挡放电低温等离子体脱硝性能研究

进行了介质阻挡放电低温等离子体脱除伴有SO₂的烟气中NO的研究,分别进行了直接等离子体脱硫脱硝和间接等离子体脱硫脱硝实验。在直接等离子体脱硫脱硝中,模拟烟气等混合气直接通入等离子体发生器,在反应器中电离分解NO以及和生成的高能电子、离子和自由基等离子体相互反应而进行脱除NO;间接等离子体脱硫脱硝中,模拟烟气连接在等离子体发生器出口与从反应器中产生出的等离子体发生氧化反应而进行脱除NO。结果表明,无论直接形式还是间接形式,脱硝效率都要比脱硫效率高,间接脱硫脱硝能够大大降低功率输入,节省能耗,具有重要的实际应用价值和意义。氨气的加入,有利于脱除效率的提升。     

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进行了介质阻挡放电低温等离子体脱除伴有SO2的烟气中NO的研究,分别进行了直接等离子体脱硫脱硝和间接等离子体脱硫脱硝实验.在直接等离子体脱硫脱硝中,模拟烟气等混合气直接通入等离子体发生器,在反应器中电离分解NO以及和生成的高能电子、离子和自由基等离子体相互反应而进行脱除NO;间接等离子体脱硫脱硝中,模拟烟气连接在等离子体发生器出口与从反应器中产生出的等离子体发生氧化反应而进行脱除NO.结果表明,无论直接形式还是间接形式,脱硝效率都要比脱硫效率高,间接脱硫脱硝能够大大降低功率输入,节省能耗,具有重要的实际应用价值和意义.氨气的加入,有利于脱除效率的提升.     

基于PLC不稳定烟气脱硫控制系统的设计

针对脱硫的工况特点,设计了一种基于PLC的智能化高效烟气脱硫控制系统。该系统通过监控烟气管道中的温度、流量、颗粒浓度等动态拟合出实时二氧化硫的流量,经分析后及时输出控制指令,进而有效的控制脱硫装置的运行状况,提高脱硫效率,降低了成本。系统以西门子PLC作为脱硫装置控制核心,以紫金桥监控软件为上位机组态软件,通过实际的生产运行,系统的脱硫效率达到了96.2%,,且该系统具有良好的稳定性和实用性。     

电子束辐照烟气脱硫脱氮反应器中的剂量分布的模拟计算

采用Monte-Carlo程序EGSnrcMP对能量为0.8MeV的电子束辐照烟气脱硫脱硝反应器中的剂量分布进行了模拟计算,将计算的结果运用MATLAB数学分析软件进行了数据处理,对能量为0.5MeV的电子束辐照烟气脱硫脱硝反应器中的剂量分布进行了模拟计算,并与文献中实验测量值进行了比较。结果表明:采用EGSnrcMP程序计算所得到的剂量与实验结果吻合。     

轧钢加热炉燃烧工况在线测控系统

针对某大型钢厂轧钢加热炉系统在线实时性不强,采集数据不足,现场管理不便等问题,提出了构建加热炉燃烧工况在线测控系统。利用烟道气分析仪,在加热炉加热段增设多个燃烧气氛采集点,结合PLC和上位机组态软件,可以在线测量炉内不同区段残氧量与可燃物浓度,实现空气过剩系数的在线调整优化。同时,开发了节能量与氧化烧损两个模块,可用于实时估算可实现节能量与钢坯氧化烧损量。项目实施结果表明,炉燃烧工况在线测控系统可以实现加热炉内燃烧状况精确控制,有效降低燃气消耗。     

富氧燃烧烟气喷淋脱水过程数值模拟

富氧燃烧系统中,脱硫后的高湿烟气需要经过脱水处理才能作为循环烟气利用,喷淋塔是一种常用的脱水设备。本文用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法对喷淋塔的烟气脱水过程进行了三维建模模拟,得到了喷淋塔内的温湿度分布并用实验结果进行了验证。通过该模型分析了喷嘴的操作参数和运行特性对液滴平均运动时间和脱水效果的具体影响,讨论了数值模拟中出口烟气"过饱和"现象的成因,研究了不凝气组分对脱水过程的影响,为富氧燃烧脱水系统的设计提供了基础数据和理论方法。     

增湿活化反应器内喷水脱硫试验研究

本文介绍在热态脱硫试验台上进行的生石灰和消石灰的喷水活化脱硫试验,研究了Ca/S比、饱和温距、入口烟气SO2浓度、烟气速度及水喷嘴雾化风对脱硫效率和钙利用率的影响规律,对两种脱硫剂的脱硫活性进行了比较,并对喷水增湿提高脱硫效率的机理进行了分析。研究表明,喷水增湿使两种脱硫剂的活性都有明显提高,生石灰具有价格优势。     

单光路冷原子吸收法在线测量气态痕量汞的研究

建立单光路冷原子吸收在线测Hg小型实验装置,应用Hydra AA全自动测Hg仪,采用湿化学法测量吸收液中的Hg浓度,通过测量结果计算出气体中的Hg浓度,测量结果表明渗透管渗透速率稳定。在此基础上,根据Lambert-Beer定律,通过原子吸收的方式测量痕量气态Hg的吸收强度,并与湿化学法测得的结果进行对比分析,实验结果与理论分析吻合较好,表明单光路条件下,冷原子吸收可用于纯净气体中Hg浓度的测量,进一步的研究应当以如何提高系统适应性及抗干扰能力为主要方向,光源强度的脉动可通过监测Hg的其他谱线来消除;外界环境的干扰,例如气体中存在粉尘或吸收池镜片存在污染等,可通过光电耦合变化作用予以消除。     

低品位烟气余热回收换热器热力学分析

低品位烟气余热回收过程存在冷凝现象,烟气的放热过程分为显热、潜热两部分。冷凝时,局部热流率和熵产率明显增大;增加水蒸气质量分数、冷却水质量流量和降低烟气入口温度都会导致烟气提前冷凝;存在最优冷却水质量流量使得热回收过程熵产数最小。另外,提出热回收效率评价烟气热回收程度,该指标受冷凝的影响很大。随着烟气中蒸汽质量分数的增加,冷凝过程的影响明显增强,因此,在低品位烟气的全热回收中必须考虑潜热的影响。