【正文】 )。給煤使循環(huán)流化床床溫難于調(diào)節(jié)的另一個(gè)主要原因是循環(huán)流化床是一個(gè)大熱慣性系統(tǒng)， 因?yàn)闋t內(nèi)的熱床料很多，熱容量很大，即使給煤減少，床溫也未迅速下降。煤種突然變好，這時(shí)氧量值降低，汽溫汽壓有上升趨勢(shì)，此時(shí)表示給煤過大，應(yīng)減少給煤以穩(wěn)定床溫。相應(yīng)地一次風(fēng)對(duì)床溫的影響也有2個(gè)方面：風(fēng)量大，煙氣從密相區(qū)帶走的熱量也多，造成床溫下降；風(fēng)量大，氣固紊合更加劇烈，提供給碳粒燃燒的氧量上升，燃燒放熱量增加，造成床溫上升。當(dāng)給煤量維持基本不變，床溫處于780～900℃時(shí)，大量運(yùn)行工況研究表明：一次風(fēng)增加，床溫下降；一次風(fēng)減少，床溫上升。引起主蒸汽壓力變化的因素有：給煤量、蒸汽流量、一、二次送風(fēng)量、引風(fēng)量、返料量等各種影響燃燒工況的因素。隨著一次風(fēng)量的加大，流化床內(nèi)部顆粒的流動(dòng)形態(tài)也由鼓泡床向循環(huán)床轉(zhuǎn)變，回料量明顯增大，流化床下部的密相區(qū)的燃燒份額迅速減小。對(duì)于雙輸入雙輸出系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時(shí)相對(duì)增益矩陣為（32）其中 （33）（34）對(duì)相對(duì)增益來說，矩陣中的某一元素代表耦合性。為了計(jì)算出解耦器的數(shù)學(xué)模型，先寫出該系統(tǒng)的傳遞矩陣如下 （36）對(duì)角矩陣綜合法即要使系統(tǒng)傳遞矩陣成為如下形式： （37）(1)(2)兩式相比較得知 （38）將被控對(duì)象的傳遞函數(shù)數(shù)值代入得：=== （39）由得到的 = （310）構(gòu)建對(duì)角矩陣解耦框圖如圖35 圖35應(yīng)用MATLAB仿真搭建的框圖如下圖36圖36 應(yīng)用對(duì)角矩陣解耦法得到的單回路解耦控制圖其中解耦系數(shù)分別為：Gain= ，Gain1= ，Gain2=， Gain3=經(jīng)過仿真得到的仿真結(jié)果如下：當(dāng)床溫給定階躍信號(hào)，主汽壓給定為0時(shí)得到的圖形如下圖37：圖37當(dāng)主汽壓給定為節(jié)約信號(hào)，床溫給定為0時(shí)得到的圖形如下圖38：圖38由上面的圖得知，應(yīng)用對(duì)角矩陣解耦得到的結(jié)果還是比較理想的。為進(jìn)一步驗(yàn)證控制系統(tǒng)的性能，現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的魯棒性。目前單機(jī)容量最大的CFBC鍋爐(250 MW ，蒸發(fā)量700 t／h)電站已在法國投入運(yùn)行，％ ，脫硫率93％，NO排放低于250 mg／Nm。循環(huán)流化床燃燒鍋爐的基本特點(diǎn)可概括如下：低溫的動(dòng)力控制燃燒；高速度、高濃度、高通量的固體物料流態(tài)化循環(huán)過程，高強(qiáng)度的熱量、質(zhì)量和動(dòng)量傳遞過程。通過對(duì)循環(huán)流化床控制系統(tǒng)的研究及其分析得到進(jìn)一步的結(jié)論是循環(huán)流化床鍋爐中床溫主汽壓系統(tǒng)具有較強(qiáng)的耦合現(xiàn)象，一次風(fēng)、給煤量對(duì)鍋爐床溫和主汽壓都有影響，兩輸入與輸出具有嚴(yán)重的耦合現(xiàn)象。不利于系統(tǒng)的運(yùn)行。循環(huán)流化床鍋爐的工藝特點(diǎn)和本身結(jié)構(gòu)及燃燒特性決定，其床溫主汽壓控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、大慣性、長延時(shí)的非線性時(shí)變系統(tǒng)，仿真試驗(yàn)表明：采用常規(guī)PID控制器很難達(dá)到理想的控制效果，需要對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行必要的解耦，因此對(duì)床溫主汽壓控制系統(tǒng)的研究就具有十分重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是系統(tǒng)的耦合，在耦合解除的前提下在設(shè)計(jì)基本簡單的控制器，對(duì)于對(duì)象的延遲就沒有設(shè)計(jì)具體的裝置來消除掉。正是因?yàn)樗倪@些珍貴的鼓勵(lì)和教導(dǎo)，給了我許多新的啟發(fā)，讓我能夠順利完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。謝謝你們對(duì)我的關(guān)心和幫助！。再次感謝我的大學(xué)老師們，謝謝你們！ 同時(shí)，我還要感謝我的同學(xué)朋友們及其同組的同學(xué)，感謝你們?cè)谖矣欣щy的時(shí)候向我伸出了援助之手，正是因?yàn)槟銈兊墓膭?lì)和幫助，才是我在論文的寫作中備感輕松，也讓我有更多的時(shí)間和精力去研究那些未知的新事物。首先，衷心感謝我的導(dǎo)師平玉環(huán)老師對(duì)我的幫助和支持。在PID參數(shù)的求取時(shí)，仿真顯示基本達(dá)到了要求，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，只是在軟件上進(jìn)行了參數(shù)的求取，各種條件也是滿足理想的，但在實(shí)際方面，有可能存在一定的不足，對(duì)今后的再學(xué)習(xí)研究打下了良好的基礎(chǔ)。由于實(shí)驗(yàn)條件有限，只是在軟件上進(jìn)行了成功的仿真，但在實(shí)際方面，仍要進(jìn)一步完善，首先是控制對(duì)象傳遞函數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)辨識(shí)，最好得到較為準(zhǔn)確的傳遞函數(shù)，這應(yīng)該是仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，然后是PID的整定，在實(shí)驗(yàn)室里較理想的條件下得到的參數(shù)一般與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的有一定的差別，最后是擾動(dòng)的加入，實(shí)際中的擾動(dòng)是較多且沒有規(guī)律的，所以要想得到較好的結(jié)果還要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際的操作?？刂破魇褂脗鹘y(tǒng)的PID控制器，主要應(yīng)用比例和積分作用，起到了良好的效果，具體見圖五和六，經(jīng)過對(duì)曲線的分析得知，PID在整體上控制效果較好，但對(duì)延時(shí)問題沒有得到應(yīng)有的解決，由于時(shí)間問題，現(xiàn)在就不另設(shè)計(jì)系統(tǒng)用來解決延時(shí)問題。循環(huán)流化床鍋爐的缺點(diǎn)： 循環(huán)流化床鍋爐部件的磨損和腐蝕嚴(yán)重、N2O生成量高、耗電量大、床溫過高、 分離裝置和返料機(jī)構(gòu)。CFBC的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究方面也取得了一些進(jìn)展，完成了循環(huán)床專用設(shè)計(jì)軟件。得到的曲線如下所示：驗(yàn)證床溫控制系統(tǒng)魯棒性時(shí)給床溫給定階躍信號(hào)，主汽壓給定為0時(shí)，得到的輸出圖形如圖316圖316當(dāng)驗(yàn)證主汽壓控制系統(tǒng)魯棒性時(shí)，主汽壓給定階躍信號(hào)，床溫給定為0時(shí)，得到的輸出圖形如圖317圖317經(jīng)過魯棒性測(cè)試得知，在被控對(duì)象的延遲時(shí)間在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，系統(tǒng)還是能夠較好的得到控制。得到的擾動(dòng)試驗(yàn)仿真結(jié)果如下：首先測(cè)定擾動(dòng)對(duì)床溫的影響，加入控制器后，當(dāng)床溫給定為階躍信號(hào)，主汽壓給定為0時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，在800s時(shí)，、時(shí)間為50s的方波擾動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾能力，得到的輸出圖形如圖314圖314測(cè)定擾動(dòng)對(duì)主汽壓控制系統(tǒng)的影響：當(dāng)主汽壓給定階躍信號(hào)，床溫給定為0時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定后在4500s時(shí)，得到的輸出圖形如圖315 圖315通過擾動(dòng)試驗(yàn)可知：控制系統(tǒng)具有一定的抗干擾能力，但同樣的擾動(dòng)對(duì)主汽壓和床溫的影響是不同的。由對(duì)象的傳遞函數(shù)得知： （35）由于，根據(jù)表得知，系統(tǒng)耦合嚴(yán)重，并確定解耦后的單回路控制方案為給煤量控制床溫，一次風(fēng)量控制主汽壓。經(jīng)查找資料得知循環(huán)流化床床溫主汽壓被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為 （31）由傳遞函數(shù)得知，給煤量和一次風(fēng)對(duì)床溫和主汽壓的控制是有耦合的，所以在對(duì)其設(shè)計(jì)控制之前要對(duì)被控對(duì)象經(jīng)行解耦。當(dāng)鍋爐燃燒增強(qiáng)時(shí)，主汽壓上升；當(dāng)鍋爐燃燒減弱時(shí)，主汽壓下降。圖33為一次風(fēng)與床溫變化示意圖，曲線3分別表示給煤、一次風(fēng)、床溫變化，量程分別為47％～50％ 、1000O0～130000、770～8l0 ℃給煤和流化風(fēng)是影響床溫的重要因素，當(dāng)鍋爐負(fù)荷和給煤量較穩(wěn)定時(shí)， 床溫可用流化風(fēng)量的增減控制；但流化風(fēng)的調(diào)整力度有限，當(dāng)床溫過高、過低及需要較大范圍變化時(shí)，則通過調(diào)整給煤量來控制。風(fēng)量的調(diào)節(jié)通常隨給煤量的變化而變化，風(fēng)煤配比在運(yùn)行調(diào)節(jié)中非常重要，一定的給煤量總需要提供合適的風(fēng)量。圖31 熱態(tài)啟動(dòng)投煤過程的床溫變化 圖32 正常床溫時(shí)給煤與床溫 一次風(fēng)與床溫一次風(fēng)是另一個(gè)影響床溫的重要因素。除給煤時(shí)機(jī)、給煤方式、給煤速率，燃料性質(zhì)也會(huì)對(duì)床溫造成影響。圖32是以某次正常床溫時(shí)加煤為例的床溫變化曲線，曲線2分別代表給煤和床溫變化，量程分別為50％～ 75％ 、820～860℃；給煤量增加后約1min，床溫開始上升并到達(dá)峰值，之后隨著爐內(nèi)可燃物的減少，床溫相對(duì)于峰值總是有所下降。運(yùn)行實(shí)踐表明，啟動(dòng)中或床溫低于正常床溫時(shí)，由于床溫較低，給煤調(diào)節(jié)床溫的延遲時(shí)間較長，不宜長時(shí)間給煤，容易造成床溫較大波動(dòng)；并且床溫越低于正常床溫水平，這種延遲現(xiàn)象越明顯。所以必須深入研究給煤量、風(fēng)量、床高、出口氧量等對(duì)床溫的影響，了懈循環(huán)流化床床溫的運(yùn)行特性，一定要從定性的理論分析曲線落實(shí)到定量的細(xì)致調(diào)節(jié)上，才能維持床溫的穩(wěn)定。低值報(bào)警點(diǎn)為760℃，當(dāng)床溫低于650℃時(shí)，將自動(dòng)切除主燃料，除非風(fēng)道點(diǎn)火燃燒器投入運(yùn)行；當(dāng)床溫低于540℃時(shí)，無論風(fēng)道點(diǎn)火燃燒器是否運(yùn)行，給煤機(jī)都將自動(dòng)切除。把負(fù)荷分為高、平穩(wěn)、中、低4段，不同的負(fù)荷段有不同的高、低報(bào)警值。循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用由主汽溫度、噴水減溫器出口溫度及主汽流量等參數(shù)組成的串級(jí)控制系統(tǒng)。主汽溫度是反映機(jī)組運(yùn)行情況的一個(gè)重要參數(shù)。三沖量控制不能使給水控制閥正確、及時(shí)地快速跟進(jìn)負(fù)荷的變化。循環(huán)流化床鍋爐給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)低負(fù)荷時(shí)采用單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，高負(fù)荷時(shí)采用三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如果水位過高，會(huì)破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水