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为解决中国燃煤电站存在着机组效率低、供电煤耗高、污染严重的突出问题,中国引进并开发了超临界机组,但是在自主研发超临界直流锅炉及控制技术方面还远远落后,所以积极探索和研究超临界直流锅炉的控制技术,为自主研究、开发、设计和运行超临界直流锅炉控制系统打下基础是非常必要的。本文对超临界直流锅炉的控制技术进行了研究。主要研究内容及结果如下:
⑴介绍了超临界机组在国内外发展的情况及发展趋势,对超临界直流锅炉的建模技术与控制技术进行了文献综述。
⑵对超临界直流锅炉的工作原理、基本型式、启动旁路系统的功能、启动旁路系统的种类、启动特性、静态特性、动态特性进行了介绍、描述、分析和研究。
⑶对锅炉建模的理论基础进行了简单介绍。为满足超临界直流锅炉控制技术研究的需要,本文在一定假设的前提下,对超临界直流锅炉的燃烧和汽水系统建立了动态仿真模型。其中燃烧系统模型包括燃料系统模型和烟气系统模型;汽水系统模型则从数学模型的建立、集总参数的选取、模型切换的处理、二次建模四个方面进行了分析和研究。列出了部分建模时所用的参考数据。
⑷分析了超临界直流锅炉的控制难点。分析了单元制机组负荷控制的特点。抓住了超临界直流锅炉与汽包锅炉在控制技术上的区别,从协调控制、给水控制、汽温控制、燃烧控制和启动控制方面进行了分析和研究,并提出了具体的控制策略。对过热蒸汽温度,提出了基于T-S函数模糊系统的非线性模型,设计了一种内模PID控制器。
⑸在OVATION DCS系统硬、软件平台上,开发了超临界直流锅炉燃烧-汽水系统控制系统软件。