【正文】 時，固體顆粒層會呈現(xiàn)出類似于液體狀態(tài)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為流態(tài)化。 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 第 5 頁 共 50 頁 2 循環(huán)流化床鍋爐原理 循環(huán)流化床工作原理 循環(huán)流化床燃燒是一種燃燒化石燃料、廢物和各種生物質(zhì)燃料的燃燒技術(shù)。第二，熟悉并掌握模糊控制原理，通過查閱模糊控制的相關(guān)文獻，可知模糊控制是一種適用于 多變量，強耦合，大時滯復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，其特點是在偏離工作點較遠的區(qū)域可明顯改善控制的動態(tài)性能。 本課題設(shè)計的重點與難點 重點 （ 1）針對控制要求，設(shè)計循環(huán)流化床鍋爐床溫控制系統(tǒng)總體方案； 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 第 4 頁 共 50 頁 （ 2）根據(jù)床溫控制要求，設(shè)計模糊控制算法； （ 3） 利用 MATLAB 建立仿真模型，研究控制算法的性能，并與常規(guī) PID 控制 進行比較。時滯越大 ,被控對象輸入、輸出之間的相關(guān)性越小，用常規(guī)控制已不能滿足當前安全、節(jié)能、經(jīng)濟、 低污染的需求。目前一般將循環(huán)流化床鍋爐的自動控制系統(tǒng)分成幾個相對獨立的控制系統(tǒng)，主要包括以下主要控制回路： （ 1） 汽包水位控制回路； （ 2） 過熱汽溫控制回路； （ 3） 主蒸汽壓力控制回路； （ 4） 床溫控制回路； （ 5） 床層高度控制回路； （ 6） 二級返料回料控制回路； （ 7） 爐膛負壓控制回路； （ 8） 煙氣含氧量控制回路； （ 9） 煙氣含 S02量控制回路 。給煤和送風(fēng)量的改變又會影響煙氣含 氧量、爐膛負壓和料床高度，等等。沒有外置式熱交換器的循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊、節(jié)省材料，因此得到較廣泛的應(yīng)用。床溫也影響汽水系統(tǒng)的吸熱量，從而決定主蒸汽壓力和溫度等各種參數(shù)。循環(huán)流化床鍋爐控制難度更大要求更高。引進國外技術(shù)制造的 2201/h(50Mw)和引進 410t/h的 CFBB已投運，但從運行實績看，在燃燒效率、鍋爐可靠性、價格和能耗等指標上，與傳統(tǒng)煤粉爐相比，仍有一定 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 第 2 頁 共 50 頁 的差距 [1]。其中，帶有外置式熱交換器的循環(huán)流化床鍋爐有：魯奇循環(huán)流化床鍋爐， ABB— CE型循環(huán)床鍋爐和福斯特惠勒循環(huán)流化床鍋爐；不帶外置式熱交換器的循環(huán)床鍋爐主要有 Pyroflow循環(huán)流化床鍋爐和 Circofluid型循環(huán)硫化床鍋爐。此后，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展很快，已有許多不同的流派和形式，從技術(shù)上可以分為三家： (1)德國魯奇 (Lurgi)、法國 (Stein)、美國 (ABB— CE)型 CFBB，采用魯奇技術(shù)。它具有常規(guī)煤粉爐所沒有的優(yōu)點：燃燒效率高，燃料適應(yīng)性廣，低污染燃燒，脫硫效率高，燃燒熱強度大，爐膛體積小，床內(nèi)傳熱系數(shù)高，負荷調(diào)節(jié)性能好 ，灰渣可綜合利用。針對鍋爐床溫控制難題，設(shè)計了基于模 糊邏輯的循環(huán)流化床模糊解耦控制器，說明了控制器的優(yōu)缺點，并進行仿真對比。 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘 要 循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、截面熱強度高、污染物排放少、鍋爐負荷適應(yīng)性高、燃料制備系統(tǒng)相對簡單等優(yōu)點。 本文首先從循環(huán)流化床原理入手，簡要說明了循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點，并且分析了鍋爐的控制模型。s advantage and disadvantage are simulation is result shows that synthetically fuzzy controller can provide US a better control quality,robust,speediness than the general PID control system． Key words： boiler furnace pressure； pid control； fuzzy pid control； simulation 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 課題研究的背景和意義 ................................................................................. 1 循環(huán)流化床燃燒控制的特點 ......................................................................... 2 本課題設(shè)計的目的 ......................................................................................... 3 本課題設(shè)計的重點與難點 ............................................................................. 3 重點 ...................................................................................................... 3 難點 ....................................................................................................... 4 本文內(nèi)容安排 ................................................................................................. 4 2 循環(huán)流化床鍋爐原理 ................................................................................................ 5 循環(huán)流化床工作原理 ..................................................................................... 5 床溫控制模型床溫被控對象動態(tài)特性 ......................................................... 6 床溫被控對象的動態(tài)特性分析 ..................................................................... 8 3 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................ 9 模糊控制簡介 ................................................................................................. 9 模糊控制原理 ............................................................................................... 10 鍋爐床溫模糊控制總體設(shè)計方案 ............................................................... 10 模糊控制器簡介 ........................................................................................... 12 3. 5 PID 控制器簡介 ............................................................................................ 13 3. 6 PID 參數(shù)對 系統(tǒng)性能的影響 ........................................................................ 14 3. 7 鍋爐床溫模糊控制器的詳細設(shè)計 ............................................................... 14 模糊化設(shè)計 .......................................................................................... 15 模糊控制規(guī)則 ...................................................................................... 17 模糊邏輯推理 ...................................................................................... 19 確定模糊化和解模糊化 ...................................................................... 20 4 鍋爐床溫模糊控制系統(tǒng)仿真 .................................................................................. 22 4. 1 模糊控制器的仿真實現(xiàn) .............................................................................. 22 4. 2 鍋爐床溫模糊控制系統(tǒng)仿真 ....................................................................... 25 4. 3 仿真結(jié)果分析 ................................................................................................ 27 與常規(guī) PID 控制效果的比較 ............................................................. 27 擾動性分析 .......................................................................................... 28 魯棒性分析 .......................................................................................... 30 結(jié)束語 .......................................................................................................................... 32 參考文獻 ...................................................................................................................... 33 致謝 .............................................................................................................................. 35 附錄 1：開題報告 ....................................................................................................... 36 附錄 2：外文翻譯 ....................................................................................................... 43 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 第 1 頁 共 50 頁 1 緒論 課題研究的背景和意義 循環(huán)流化床鍋爐 CFBB(Circulating fluidized bed boiler)是近 30年來發(fā)展起來的一種新型煤燃燒技術(shù)。 1979年，芬蘭奧斯龍 (Ahlstrom)公司開發(fā)的世界首臺 20t/h商用循環(huán)流化鍋爐投入運行。 (3)美國福斯特惠勒 (Fw)公司自有型循環(huán)流化床鍋爐。國內(nèi)中小型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)也已相當成熟，但在大型循環(huán)流化床鍋爐的開發(fā)研究方面，與先進國家仍有相當大的差距。循環(huán)流化