[發明專利]一種秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 201711323880.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108119909B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 何德峰;宋秀蘭;余世明
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F23N1/00
• 分類號: F23N1/00
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

一種秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法，針對秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷中的實際蒸汽壓跟蹤目標值的控制問題，建立秸稈直燃循環流化床鍋爐的蒸汽壓與秸稈燃燒量的連續時間動態模型，根據蒸汽壓目標值定義跟蹤偏差的積分量，進而建立秸稈直燃循環流化床鍋爐蒸汽壓與秸稈燃燒量連續時間擴展動態模型，并利用MatLab函數care的計算結果，設計一個秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓自動跟蹤控制器，實現秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓對目標值的自動跟蹤控制。本發明設計簡單、實施簡便、實用性強，提高秸稈直燃循環流化床鍋爐燃燒系統運行的控制水平。

技術領域

本發明屬于秸稈直燃循環流化床鍋爐自動控制領域，涉及一種秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法。

背景技術

秸稈是一種高效可利用的可再生清潔燃料，可以替代煤炭、石油和天然氣等礦物質燃料產生電力，不僅減少人類對礦物能源的依賴，保護國家能源資源，而且嚴格實現秸稈的高效燃燒是降低我國PM2.5濃度的重要手段，減輕能源消費給環境造成的污染。目前歐美國家建立了較為完善的秸稈類農業廢棄物燃燒發電廠，證明秸稈直燃發電、供熱具有顯著的能源效益和環境效益，而且回收廢棄秸稈增加了農民收入，從經濟上保證農民不再亂燒秸稈。不同于煤炭、石油和天然氣等礦物質燃料，不同品種和產地的秸稈具有不同固定碳、揮發份、水分、灰分等成分比例，加上回收時預處理手段和當地氣候的影響，造成了秸稈燃料品質的差異很大。由于循環流化床鍋爐對燃料品質的適應性較好，目前循環流化床秸稈燃燒技術在我國發展十分迅速。在循環流化床秸稈燃燒過程中，流化床鍋爐蒸汽壓力的變化表示鍋爐的蒸汽產量和負荷的耗汽量波動特性。當負荷耗汽量需求發生變化時，必須相應地改變秸稈燃料的供應量，使得循環流化床鍋爐蒸汽壓力的變化能滿足流化床鍋爐的蒸汽產量能及時跟蹤負荷耗汽量的變化。在秸稈直燃發電單元機組中，循環流化床鍋爐燃燒蒸汽壓力控制與汽機負荷控制是相互關聯的，鍋爐的蒸汽壓力控制系統的任務就是及時調整鍋爐燃料量，使秸稈直燃循環流化床鍋爐的蒸汽量輸出與汽輪機對外界負荷需求而需要的能量輸入相適應，其標志是秸稈直燃循環流化床鍋爐蒸汽壓力的平穩、快速跟蹤變負荷耗汽量的需求變化。通過對現有秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法的文獻的檢索發現，目前秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法主要有：基于常規 PID技術的秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法、基于模糊控制技術的秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法和基于神經網絡控制技術的秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法，但蒸汽壓力的常規PID跟蹤控制由于控制器參數是離線確定，不會隨秸稈燃料品質和負荷耗汽量變化而改變，因此不能很好的跟蹤由于負荷耗汽量改變的對應的蒸汽壓力目標值；同樣由于秸稈燃料品質的差異大，需要采用大量的模糊度函數，使得環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓的跟蹤控制方法的計算量較大；而基于神經網絡控制技術的秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法則需要大量的工業數據樣本用于離線訓練秸稈直燃過程模型參數，以保證得到較為準確的蒸汽壓力與秸稈燃料量之間的動態關系，這些秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓力跟蹤控制方法對于秸稈燃料頻繁波動的品質的蒸汽調節效果的收斂速度緩慢，理解抽象，而且應用過程復雜。因為秸稈燃料品質的頻繁波動以及用戶需求的周期變化，但循環流化床鍋爐蒸汽壓力跟蹤控制的實時性、快速性和準確性要求高，因此，盡管秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法研究取得了一些成果，但近年來相關學者對于這個具有挑戰性的重要難題仍然進行了大量地研究和探討，以滿足秸稈直燃發電、供熱過程對高品質的循環流化床秸稈直燃控制技術的迫切需要。

發明內容

為了克服現有秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法的理解抽象、在線計算復雜和應用過程復雜的不足，本發明提供一種理解直觀、設計簡單、易于實現的秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種秸稈直燃循環流化床鍋爐變負荷蒸汽壓跟蹤控制方法，所述方法包括如下步驟：