【正文】 循環(huán)流化床中就是通過給煤量變化→床溫變化→床溫與工質(zhì)溫度差變化 (同時傳熱系數(shù)變化 )→受熱面內(nèi)工質(zhì)吸熱量變化來達到 ? 給煤的變化 ,除了上述煤量變化外 ,運行中還會碰到煤質(zhì) (灰分 ?粒度 ?水分等 )的變化 ?對一定的運行風速 ?給料量及床料粒度決定了顆粒在床內(nèi)的行為 ? 粒度對燃燒效率的影響可從這樣的角度來分析 :對于循環(huán)流化床鍋爐 ,在給料粒度分布和密度一定時 ,能夠飛出床層參加物料循環(huán)的顆粒尺寸由運行風速決定 ,這樣 ,始終停留在床內(nèi)的大顆粒的燃燒效率將由床溫和床內(nèi)氧濃度決 定 ,而小顆粒的燃燒效率則由分離效率等因素決定 ?提高燃燒效率的關(guān)鍵在于提高那些一次通過爐膛時沒有燒盡 ,而循環(huán)次數(shù)又不多的顆粒的燃盡度 ? 燃料水分與粘著性有很大關(guān)系 ?特別是高水分細顆粒燃料流動性不好 ,用常規(guī)方法給料很容易導致碎煤機和給料機中的堵塞 ?水分增加時 ,由于蒸汽所吸的汽化潛熱增加 ,床溫將有可觀下降 ,但水分的存在對燃燒效率沒有不利影響 ,因為水分可以同時促進揮發(fā)分析出和焦炭燃燒 ,而扣除添加水分造成的排煙熱損失后 ,總 的鍋爐效率的變化取決于水分總量和所采用的燃燒方式 ? 床料高度 循環(huán)流化床運行中要維持床 料高度在適當?shù)臄?shù)值 ?太薄會發(fā)生吹穿 ,運行不穩(wěn)定 。 ,可達 95%~99%。另一方面是進行機器自學習 ,增添新知識 ? (4)數(shù)據(jù)庫 :用以存貯表征應用對象的特性數(shù)據(jù) ?狀態(tài)數(shù)據(jù) ?求解目標和中間狀態(tài)數(shù)據(jù)等 ,供推理機和解釋機構(gòu)使用 ? (5)解釋機構(gòu) :用以檢驗和解釋知識庫中相應規(guī)則的條件部分 ,即用推理得到的中間結(jié)果對規(guī)則的條件部分中的變量加以約束 ,并將該規(guī)則所預言的變化 (由動作引起 )返回推理機 ? (6)推理機 :承擔控制并執(zhí)行專家推理的過程 ?從數(shù)據(jù)庫來的數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的推理和計算形成事實 ,然后與知識庫中的相應規(guī)則進行匹配 ,找 出可用的規(guī)則集 ,根據(jù)一定的優(yōu)先級別應用各條規(guī)則 ,同時執(zhí)行各規(guī)則的動作 (或結(jié)論 )部分 ,并更新數(shù)據(jù)庫 ?在整個推理過程中 ,如何快速查找并正確應用可用規(guī)則 ,是決定推理速度和正確性的關(guān)鍵 ?推理方法又與知識描述方式密切相關(guān) ,如對語義網(wǎng)絡知識庫用匹配和繼承推理方法 ,對神經(jīng)網(wǎng)絡知識庫用模式識別推理方法 ,對產(chǎn)生式規(guī)則庫用鏈式邏輯推理方法 ?鏈式邏輯推理具體又分正向推理 (數(shù)據(jù)驅(qū)動策略 )?逆向 正反向混合推理三類方式 ? (三 )專家系統(tǒng)在自動化中的應用 在過程控制中 ,專家系統(tǒng)能夠做的事情很多 ?但必須注意 ,過程控制是在現(xiàn)場實時進行的 ,因 此對專家系統(tǒng)的實時性和可靠性有很高的要求 ,并希望有良好的開放性 ? 在過程控制中 ,在一套計算機控制裝置處理的范圍內(nèi) ,往往有成百上千個變量 ,系統(tǒng)很大 ,好在這些變量并非都是息息相關(guān)的 ,劃分為若干個子專家系統(tǒng)將方便得多 ? 專家系統(tǒng)在自動化中的應用至少有三大方面 : (1)用于控制依據(jù)負荷 ?進料情況 ?環(huán)境條件和系統(tǒng)工作情況等因素 ,決定控制作用 U?控制器參數(shù) ?控制系統(tǒng)類型或結(jié)構(gòu)等 ? (2)用于工況監(jiān)測 ?故障診斷和區(qū)域優(yōu)化 ,這是診斷型任務 ,與控制型任務不同 ?依據(jù)系 統(tǒng)工作情況和環(huán)境條件等因素 ,判定工況是否正常 ,判定工況不正常 的根源 ,并判定如何使工作情況進入優(yōu)良區(qū)域 ? (3)用于計劃和調(diào)度 ? 神經(jīng)網(wǎng)絡控制 人們一開始進行神經(jīng)網(wǎng)絡控制 ,是想通過微電子技術(shù)來模擬人腦 ?盡管已有多年歷史 ,但人腦仿真依然是一個難題 ?從研究神經(jīng)元所得到的一些特性 ,導致了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(Artificial Neural Netwoth, ANN)的誕生 ?到今天已有幾十種類型 ?神經(jīng)網(wǎng)絡在工程上的應用 ,似乎已與人腦的設想模擬逐漸遠離 ,而是作為強有力的非線性函數(shù)轉(zhuǎn)換器來使用 ? (一 )神經(jīng)網(wǎng)絡模型 若干個神經(jīng)元連接起來 ,構(gòu)成網(wǎng)絡 ?神經(jīng)網(wǎng)絡具有自組織性 ?層次 性和并行處理能力 ?在對其功能和特性抽象的基礎上 ,開發(fā)了各種人工神經(jīng)網(wǎng)絡 ?常用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡有反向傳播網(wǎng)絡 (BP)?徑向基函數(shù)網(wǎng)絡 (RBF)?具有 RC 環(huán)節(jié)的 Hopfield 反饋網(wǎng)絡 ?動態(tài) 速歸神經(jīng)網(wǎng)絡模糊神經(jīng)網(wǎng)絡 (FNN)等 ? (二 )人工神經(jīng)網(wǎng)絡在自動化中的應用 由于神經(jīng)網(wǎng)絡具有很強的非線性函數(shù)逼近能力并具有并行處理工作方式等特點 ,已在很多應用領(lǐng)域受到了關(guān)注 ,在自動化領(lǐng)域中的應用主要有下列諸方面 : (1)軟測量 :應用數(shù)學模型來間接測量一些成分和物性變量 ,為解決許多測量難題提供了可能性 ,近年來很受注意 ?除了采用非線性回歸模型外 ,采用神經(jīng)網(wǎng)絡作為軟測量模型有不少優(yōu)點 ,同樣或類似的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) ,可用來描述變量完全不同 ?函數(shù)關(guān)系迥異的特性 ? (2)故障檢測和診斷 :人工神經(jīng)網(wǎng)絡可被用作故障檢測和診斷的工具 ?不同的故障情況 ,會產(chǎn)生不同的現(xiàn)象 ?現(xiàn)將反映現(xiàn)象的工況變量作為網(wǎng)絡輸入 ,并通過網(wǎng)絡的訓練 ,使網(wǎng)絡的各個輸出節(jié)點反映某種故障存在與否 ,例如各節(jié)點的輸出都接近于零 ,表示不存在故障 ,第 i 個節(jié)點的輸出接近于 1 ,表示存在故障 i ?采用足夠數(shù)量的若干組因果關(guān)系數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡進行訓練后 ,網(wǎng)絡將有很好的故障診斷功能 ? (3)用于控制 : ①逆動態(tài)控制 。二是用在特性監(jiān)測控制層 ,例如依據(jù)控制過程情況 ,選用不同的控制器參數(shù) ,這時候仍采用傳統(tǒng)的控制器 。二是必 須經(jīng)常有比較顯著和比較頻繁的擾動 ,否則無此必要 ?過程的擾動往往不止一個 ?在有些場合 ,主次關(guān)系很清楚 ,只要 抓住最主要的擾動 ,就解決了問題 ?但在另一些場合 ,重要的擾動不止一個 ,此時可采用多變量前饋 ? 另外 ,在控制過程中 ,我們還利用前饋控制過程對系統(tǒng)進行補償 ,其補償過程的曲線如圖 所示 ?通過對控制系統(tǒng)的補償 ,則可大大提高系統(tǒng)的性能 ? 圖 前饋控制系統(tǒng)的補償曲線 時滯補償控制系統(tǒng) 廣義對象的時滯與時間常數(shù)之比 /T? 越大 ,系統(tǒng)越不易控制 ?當 /T? 超過 ,甚 至 超過 1 時 ,可稱為具有大時滯的系 統(tǒng) ?這種系統(tǒng)中 ,為使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定 ,控制器增益必須減小 ?總的后果是最大偏差很大 ,調(diào)節(jié)過程變慢 ?對這類對象用 PID 控制規(guī)律 ,如果控制要求不高 ,還可以勉強應用 ,如果希望有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì) ,就難以滿足要求 ? 一條更多采用的可行途徑是引入適當?shù)姆答伃h(huán)節(jié) ,設法使系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母項中 (亦即特征方程中 )不含時滯項 ?這種形式的補償器稱為 Smith 預估器 ?現(xiàn)在用計算機技術(shù)來實施時滯 算法已變得十分方便 ,這樣就擺脫了技術(shù)工具的制約 ,大大方便了該種補償器的開發(fā)與應用 ?這種補償器不僅可用于單輸入單輸出情況 ,也可用于多輸入多輸出系統(tǒng) ? 擾動作用控制作用t Smith 預估控制有一個問題 ,就是對象的模型必須準確 ?為了解決模型失配時 Smith預估控制效果不夠滿意的問題 ,現(xiàn)在已了多種改進方案 ,但仍然無統(tǒng)一的方法和標準 ,且效果不理想 ? 選擇性控制系統(tǒng) 一般地說 ,凡是在控制回路中引入選擇器的系統(tǒng)都稱為選擇性控制系統(tǒng) ?常用的選擇器是低選器和高選器 ,它們各有兩個 (或更多個 )輸入 ,低選器把低信號作為輸出 ,高選器把高信號作為輸出 ,即選擇器實現(xiàn)的是邏輯運算 ?把邏輯規(guī)律引入控制算法 ,豐富了自動化的內(nèi)容和范圍 ,使更多生產(chǎn)中的實際控制問題得以很好解決 ?選擇性控制系統(tǒng)在單 元組合儀表時代即已發(fā)展 ,到采用數(shù)字計算機控制時得到了推廣應用 ,成為控制系統(tǒng)中的一類基本結(jié)構(gòu) ? 選擇性控制系統(tǒng)依據(jù)選擇器所在的位置不同 ,可分為三種基本類型 : (1)選擇器裝在幾個檢測元件 (或變送器 )與控制器之間 ?這主要實現(xiàn)被控變量的選點 ?當被控變量的測量值應該是幾個點之間的最高或最低值時 ,可通過選擇器來自動進行選點 ,當有高可靠性要求時 ,有時采用冗余技術(shù) ? (2)選擇器位于兩個控制器與一個執(zhí)行器之間 ?超馳 (override)控制系統(tǒng)是選擇性控制系統(tǒng)中很常用的類型 ?由正?？刂破??超馳控制器與選擇器代替單一的控制 器 ,以保證某些工藝變量不超過安全極限 ,保證生產(chǎn)安全 ,是超馳控制系統(tǒng)的特點與主要職能 ?類似的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也可用于實現(xiàn)自動開 ?停車 ,或?qū)崿F(xiàn)其他需要引入邏輯規(guī)律的控制方式 ? 在超馳控制系統(tǒng)中 ,選擇器位于兩個控制器的輸出端與控制閥之間 ,一般宜選用低選器 ,原因是安全方面的考慮 ?即使在失電或其他故障情況下 ,輸出值為零也能滿足安全需要 ?超馳控制系統(tǒng)中有兩個控制器 ,它們應選正作用或反作用 ,應分別按工藝規(guī)律和閥門的氣開 ?氣關(guān)情況而定 ?正常控制器的選型與簡單控制系統(tǒng)完全一樣 ?超馳控制器則需考慮其一達到安全 極 限即能迅速切換的能力 ,為 此應選擇狹比例度的 P或 PI控制器 ?在超馳控制系統(tǒng)中 ,當進入或超出安全 極 限時 ,控制器應立即進行切換 ?這就是說 ,當偏差為零時 ,兩個控制器應該同步 ,即應該有相同的輸出 ,這樣才能保證及時切換 ? 智能控制系統(tǒng) 智能控制 (Intelligent Control ,IC)是 20 世紀 80 年代以來極受人們關(guān)注的一個領(lǐng)域 ,是繼經(jīng)典控制理論方法和現(xiàn)代控制理論方法之后的新一代控制理論方法 ?智能控制最直觀 的定義顯然是引入人工智能 (Artificial Intelligent,AI)的控制 ,也就是人工智能與自動控制的結(jié)合 ? 人工 智能的內(nèi)容很廣泛 ,如知識表示 ?問題求解 ?語言理解 ?機器學習 ?模式識別 ?定理證明 ?機器視覺 ?邏輯推理 ?人工神經(jīng)網(wǎng)絡 ?專家系統(tǒng) ?智能控制 ?智能調(diào)度和決策 ?自動程序設計 ?機器人學等都是人工智能的研究和應用領(lǐng)域 ?人工智能中有不少內(nèi)容可用于控制 ,當前最主要的是三種形式 : (1)模糊控制 。包含整個對象內(nèi)次大的時間常數(shù) (有自衡對象 )或包含最大時間常數(shù) (非自衡對象 )?與單回路控制系統(tǒng)相比 ,串級控制系統(tǒng)復雜程度有所增加 ,但有如下優(yōu)點 : (1)迅速克服進入副回路的擾動 ?串級控制系統(tǒng)應用中 ,大多屬于該目的 ?副回路起迅速的“粗調(diào)”作用 ,主回路起進一步的“細調(diào)”作用 ? (2)改善主控制器的廣義對象的特性 ?副回路把整個廣義對象的一部分分割開來 ,構(gòu)成一個隨動的反饋控制系統(tǒng) ,其調(diào)整后的特性影響廣義對象的特性 ? (3)容許副回路各環(huán)節(jié)的特性在一定范圍內(nèi)變動而不影響整個系統(tǒng)的控制品質(zhì) ?也可減少控制閥流量特性不合適帶來的影響 ? (4)可以實現(xiàn)更靈活的控制方式 ,主控制器在必要時可以切除 ? 比值控制系統(tǒng) 在比值控制系統(tǒng)中 ,要控制的是兩個變量的比值 ,通常指的是兩個流量的比值 ?例如在鍋 爐燃燒系統(tǒng)中 ,空氣與燃料的流量間應保持一定的比值 ,當燃料流量增加或減少時 ,空氣流量應隨之增加或減少 ?前一變量稱為主動量 ,后一變量稱為從動量 ? 比值控制系統(tǒng)是按功能命名的系統(tǒng) ?在比較簡單的情況下 ,它在結(jié)構(gòu)上與簡單控制系統(tǒng)一樣 ?常用的控制方案有兩種形式 :一種是把主動量的測量值乘以某一系數(shù)后作為從動量控制器的設定值 ,這是一種典型的隨動系統(tǒng) ,如圖 (a)所示 。排灰符合標準規(guī)定 ? 汽水系統(tǒng) :鍋爐的汽水系統(tǒng)的主要功用是接受燃料的熱能 ,提升介質(zhì)的熱勢能 ,增壓增溫 ,完成介質(zhì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 ? 煙風系統(tǒng) :提供鍋爐燃燒的氧氣 ,帶動干燥的燃料進入爐膛 ,維持爐膛風壓以穩(wěn)定燃燒? 制粉系統(tǒng) :完成燃料的磨碎 ?干燥 ?使之形成具有一定細度和干燥度的燃料 ,并送入爐膛 ? 其它輔助系統(tǒng) :包括燃 油系統(tǒng) ?吹灰系統(tǒng) ?火檢系統(tǒng) ?除灰除渣系統(tǒng)等 ? 汽機主要系統(tǒng) : 主蒸汽系統(tǒng) :吹動汽輪機旋轉(zhuǎn) ,帶動發(fā)電機做功 ,是發(fā)電廠主要的做功介質(zhì)通過的系統(tǒng)? 再熱蒸汽系統(tǒng) :輔助主蒸汽系統(tǒng)做功 ,提高機組熱效率 ? 回熱抽汽系統(tǒng) :盡量減少進入凝汽器的無用能量 ,提高機組熱效率 ? 軸封系統(tǒng) :防止汽輪機內(nèi)部高壓蒸汽向外泄露 ,保證汽輪機效率 ,保持真空系統(tǒng)嚴密性? 真空系統(tǒng) :維持汽輪機的低背壓和凝汽器真空 ? 凝結(jié)水系統(tǒng) :將凝結(jié)水輸送到除氧器 ,完成加熱 ?除氧 ?化學處理和剔除雜質(zhì) ? 給水系統(tǒng) :提高給水壓力 ,加熱后為鍋爐提供給水 ? 主機油系統(tǒng) :包括潤滑油系統(tǒng) ?頂軸油系統(tǒng) ?調(diào)節(jié) ?保安系統(tǒng) ? 汽輪機調(diào)節(jié) ?保安系統(tǒng) :協(xié)調(diào)各系統(tǒng)同步地按照要求進行工作 ? 潤滑油系統(tǒng) :為汽輪機提供潤滑 ?冷卻用油 ? 發(fā)電機冷卻系統(tǒng)和密封系統(tǒng) :冷卻系統(tǒng)的功能是冷卻發(fā)電機 ,帶走發(fā)電機工作時的熱量 ?密封系統(tǒng)的功能是密封冷卻介質(zhì)的外泄 ? 工業(yè)水系統(tǒng) :提供冷卻介質(zhì) ,冷卻各種輔助設備 ? 其它系統(tǒng) :壓縮空氣系統(tǒng) ?旁路系統(tǒng) ?減溫水系統(tǒng) ?精處理系統(tǒng) ?膠球系統(tǒng) ?保安系統(tǒng)等? 火電廠其他系統(tǒng) : 輸煤系統(tǒng) :運輸燃料進入廠房 ,進行初步加工和燃料篩選工作 ,同時完成外加物質(zhì)的混合工作 ?所包涵的主要設備有 斗輪機 ?碎煤機 ?翻車機 ?輸煤皮帶等 ? 化學水系統(tǒng) :將天然水在進入汽水系統(tǒng)前先除去雜質(zhì) ?其流程一般為 :天然水――混凝沉淀――過濾――離子交換――補給水 ?混凝沉淀是加入混凝劑 ,產(chǎn)生絮凝體 ?過濾處理是使用石英砂等濾料除去細小懸浮物 ?化學除鹽是使用混床除去金屬離子和酸根 ,常使用樹脂除鹽 ? 循環(huán)水系統(tǒng) :為機組提供冷卻水源 ?工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢熱 ,一般要用冷卻水來導走 ?從江 ?河 ?湖 ?海等天然水體中吸取一定量的水作為冷卻水 ,冷卻工藝設備吸取廢熱使水溫升高 ,