基于IGWO-SVM的汽轮机低负荷下主蒸汽压力优化研究

为提高汽轮机低负荷下的运行效率,需要对主蒸汽压力进行优化。根据机组实际运行数据,采用支持向量机(SVM)算法建立了热耗率预测模型,并利用改进的灰狼优化(IGWO)算法优化SVM模型超参数;在此基础上,利用IGWO算法在低负荷下的可行压力区间进行寻优,得到了优化后的汽轮机滑压曲线,并且进行了实例验证。结果表明:利用IGWO算法优化的热耗率预测模型能够对低负荷下的热耗率进行准确预测;优化后机组在低负荷下的热耗率均有所下降,在负荷为223.83 MW时,热耗率降低了505.96 kJ/(kW·h),降低幅度最大。研究结果表明所提的优化方案可以有效提高汽轮机低负荷下的热经济性。

加料引射蒸汽压力对料液施加均匀性的影响

对不同加料引射蒸汽压力下的料液施加均匀性、烟叶筒壁黏附量、加料喷射状态等进行了分析研究,结果表明,1.2×10^(2)~1.8×10^(2) kPa的加料引射蒸汽压力范围内,设置不同的加料引射蒸汽压力,料液的雾化效果和喷料观察正常,加料流量正常,出料烟叶温度和水分正常,但是加料均匀系数和筒壁黏附量均有不同,具体表现在随着加料引射蒸汽压力设置值从1.7×10^(2)/1.8×10^(2) kPa逐渐降低到1.2×10^(2)/1.3×10^(2) kPa,加料烟叶样品呈现标准偏差降低,加料均匀系数升高,烟叶筒壁黏附量降低的良好趋势。通过试验测定,在1.2×10^(2)~1.8×10^(2) kPa的加料引射蒸汽压力范围内,1.2×10^(2)/1.3×10^(2) kPa时的加料均匀性较好,筒壁烟叶黏附量较少;1.7×10^(2)/1.8×10^(2) kPa时的加料均匀性较差,筒壁烟叶黏附量较多。同时,通过研究可看到,在加料技术标准制定时,有必要结合现有直观观察为主的加料技术标准要求,引入加料均匀性化学数据分析方法,从直观现象观察和科学数据分析的角度综合评价加料均匀性,确定一个加料均匀性较好的加料引射蒸汽压力标准值,以提高加料均匀性、降低加料烟叶筒壁黏附量,进而提高加料和卷烟产品品质。

主蒸汽压力系统的基于预补偿自抗扰控制设计

火电机组主蒸汽压力系统为典型的大惯性过程,其控制策略的设计存在着响应速度慢、抗干扰能力不足的问题。为解决主蒸汽压力系统的上述控制难点,提出了一种基于预补偿自抗扰控制的优化设计方法,将控制量通过预补偿结构后再送入被控对象,从而对常规自抗扰控制结构进行改进。在介绍基于预补偿自抗扰控制结构的基础上,通过单一变量法分析各个参数对于控制效果的影响,从而给出了其参数整定的流程。仿真结果表明:所提方法的跟踪状态、抗干扰状态和包含跟踪以及抗干扰状态下的绝对误差积分指标分别占对比方法的52.38%、60.75%和57.88%,从而验证了所提方法在提升主蒸汽压力系统的跟踪和抗干扰能力方面的优势;通过蒙特卡洛实验验证了所提方法能够很好地应对系统的不确定性。

主蒸汽压力对汽轮机动态响应的影响研究

传统汽轮机模型将锅炉看作一无限大蓄热环节,并未考虑主蒸汽压力的变化,这使得主蒸汽流量仅为阀门开度的函数。然而,实际过程中主蒸汽压力会因锅炉蓄热状态以及汽轮机阀门开度变化会产生波动,并非处于恒定状态。因此若忽略主汽压影响,所建模型仿真精度将严重受限,本文在传统汽轮机模型基础上考虑主蒸汽压力变化因素,建立了更为精细的汽轮机模型,并通过仿真研究了主蒸汽压力对汽轮机动态响应的影响。

主蒸汽压力和床温耦合系统的改进自抗扰控制设计

针对主蒸汽压力和床温耦合控制系统扰动抑制性能差、系统解耦复杂和参数整定困难的问题,提出一种耦合改进自抗扰控制(CIADRC)。首先,建立耦合系统近似积分串联模型,在此基础上构造耦合自抗扰控制;然后,在各前馈通道串联前馈补偿器,解决耦合系统大惯性、大时滞导致线性扩张状态观测器(LESO)信号不同步问题;同时,提出定量化参数整定公式,简化参数调节;最后,在主蒸汽压力和床温耦合系统中与PID、ADRC、模型辅助ADRC(MADRC)进行仿真对比。结果表明,提出的CIADRC在定值跟随、抗扰动上均具有明显的优势,且具有广阔的工程应用前景。

火电厂锅炉主蒸汽压力的阶梯式广义预测控制

在分析火力发电厂锅炉主蒸汽压力动态特性及其串级控制方案的基础上 ,采用阶梯式控制策略 ,实现了锅炉主蒸汽压力的广义预测控制 。

超临界CFB锅炉主蒸汽压力控制系统研究

通过对超临界循环流化床(CFB)锅炉的动态特性、能量平衡、即燃碳量和主蒸汽压力调节进行分析,合理构建关键参数,并利用机理分析构造软测量模型,计算炉膛内即燃碳的存储量和蓄热量,从而得到当前锅炉的热量信号,将直接能量平衡控制思路应用于超临界CFB锅炉的主蒸汽压力控制系统.结果表明:该方法提高了主蒸汽压力的稳定性和负荷响应能力,改善了机组的调节品质,证明了所构建模型和所提方法的有效性.

考虑主蒸汽压力的燃煤机组调速模型的分析与改进

为满足电网对火电机组一次调频能力的要求,对燃煤机组调速模型进行了研究。针对现有PSDBPA模型中因模型不完善导致无法考虑主蒸汽压力影响的问题,通过分析汽轮机在滑压运行工况下主蒸汽压力对于一次调频出力的影响,提出了改进的GK和TB模型,并进行了仿真验证;提出了压力裕度的概念,给出了机组在运行负荷下要保证一次调频出力达到6%额定负荷时的压力应高于阀门全开时压力的12%。

微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的变化特性

该研究利用T型聚四氟乙烯连接装置将温度传感器和压力传感器与被干材内部的待测点相连,实现了微波干燥过程中对木材内部同一点温度、蒸汽压力的同步测定.主要分析了木材内温度、蒸汽压力在微波场中的变化特性及其相互关系,并对温度、蒸汽压力的变化与微波干燥中出现的内裂、炭化等干燥缺陷的相关性进行了初步探讨.研究结果表明,木材在微波干燥过程中,温度的变化大致分为3个阶段快速升温段,恒温段和后期升温段;微波辐射功率增高,升温速度加快,恒温段温度提高,恒温段时间缩短;微波辐射功率提高,木材内部蒸汽压力上升速度相应加快,压力峰值也相应变大,最大压力值保持的时间变短.压力上升速度伴随着温升速度的加快而加快,当温度升高到恒温段时,压力也同时达到最大值.内裂通常出现在木材干燥恒温段初期,主要由于高含水率木材内部过高的蒸汽压力造成;炭化通常出现在木材干燥后期,主要由于低含水率木材高温点的介电特性造成.

刚玉质浇注料加热过程中内部不同位置的蒸汽压力和温度

将纯铝酸钙水泥和SiO2微粉复合结合的刚玉质浇注料振动浇注成100 mm×100 mm×100 mm的试样,并在距试样上表面不同深度(分别为40、50、60 mm)处埋入压力引管和热电偶,养护24 h后脱模,然后以5℃·min-1的加热速度升温,记录炉温从100℃升温至约450℃过程中试样内部不同深度处的蒸汽压力和温度。结果表明:1)当炉温升至约400℃时,试样内部不同深度处的蒸汽压力均达到最大,对应的试样内部温度比较接近,约为260℃;炉温超过400℃后,试样内部的蒸汽压力迅速降低。2)在受热过程中,试样的最大蒸汽压力出现在试样中心位置。

主蒸汽压力的无模型自适应预测控制

针对火电机组主蒸汽压力被控对象的大惯性、大迟延等特点,采用伪梯度向量的概念,对被控对象进行动态化处理,得到预测模型。提出了1种新型的无模型自适应预测控制(MFAPC)算法,将MFAPC算法用于主蒸汽压力串级控制系统的主调节器中,副调节器采用常规PI控制器。仿真结果表明,MFAPC-PI串级控制系统较常规PID-PI串级控制系统响应速度快、抗干扰性能强,对系统参数时变具有较好的鲁棒性。

考虑主蒸汽压力变化的机组一次调频动态特性

在研究一次调频动态特性时,一般都假定机组锅炉蓄热能力足够大,以至于主蒸汽压力恒定不变,主蒸汽流量与汽门开度成正比。但是实际上,机组蓄热能力总是有一定限度的,当机组蓄热用尽或主蒸汽压力因汽门开度的变化而变化时,一次调频的性能就会受到影响。研究主蒸汽压力变化对汽轮发电机组的一次调频动态特性的问题,并进行了建模,并分别在频域和时域进行了仿真分析。研究结果表明,一次调频动态特性在较高频段差异很小,而在低频段则有明显的差异。考虑主蒸汽压力动态后的一次调频的低频增益明显偏小,对控制较低频或者较长时间过程的电网周波变化是不利的,会出现一定时间过程之后一次调频出力回落、偏离理想设计性能的现象。为提高调频性能,需要合理设置CCS系统,以及对一次调频和二次调频进行协调。

基于动态矩阵控制的燃煤锅炉蒸汽压力控制

燃煤锅炉蒸汽压力控制系统中存在大惯性、大滞后及随机扰动,采用常规PID控制及Smith预估控制等方法难于有效实现精确控制。考虑到预测控制是解决大滞后、大惯性系统问题的最佳选择,且其中的动态矩阵控制算法建模相对简单,具有较强的鲁棒性,难点仅在于参数的整定,因此采用动态矩阵控制算法对燃煤锅炉的蒸汽压力回路进行控制器设计,同时引入基于误差的反馈校正策略克服实际控制中存在的干扰,并根据前人对基于一阶惯性加滞后模型参数整定方法的研究,结合实际调节经验,实现了参数整定。最后在某厂主蒸汽压力为1.25 Mpa的燃煤锅炉下进行实际验证,结果表明了动态矩阵控制提高了蒸汽压力控制的稳定性并保证了安全性。

应用大滞后控制技术的并列锅炉母管蒸汽压力的优化控制

根据扬子热电厂9台并列锅炉运行的实际情况,在深入分析母管制机组锅炉与汽轮机间的能量平衡的基础上,将单元机组中常用的基于直接能量平衡的蒸汽压力控制策略直接推广到母管制机组。在此基础上,进一步结合增益自适应的预估补偿技术和相位补偿技术,提出了完整的基于大滞后补偿控制技术的并列锅炉母管蒸汽压力的优化控制方案,现场应用表明所提出的控制方法是十分有效的。

含水率对微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的影响

以马尾松为试验对象,研究了微波干燥过程中,初含水率对木材内部温度、水蒸气压力的影响,旨在为微波干燥过程中木材干燥质量的控制提供依据。研究结果表明:在微波辐射功率相同的条件下,不同初含水率的木材内部蒸汽达到最大值的时间很接近,并且木材初含水率越高,木材内部蒸汽压力上升越快,压力峰值越大,最大压力值保持的时间越短,蒸汽压力下降的越迅速。木材在微波加热过程中,木材温度达到恒温段之前,压力上升比较缓慢,达到恒温段之后,压力迅速上升,很快达到最大压力值。木材初含水率高,压力峰值大,其相应的温度也高。

船用锅炉蒸汽压力系统的滑模预测控制

船用蒸汽锅炉燃烧系统控制问题是锅炉动力装置研究的主要内容之一,保持蒸汽压力恒定是汽轮机正常运转的重要保障.针对船用锅炉压力控制系统中的大时滞、模型具有较大不确定性等特点,采用滑模预测控制策略设计控制器,利用预测控制的特性处理延时问题,同时利用滑模面对满足匹配条件的不确定性具有不变性的特性克服不确定性影响.同时利用预测策略可减低滑模控制中的抖振现象.仿真表明,该控制算法比单独采用预测控制策略具有更好的跟踪性能和更强的鲁棒性.

BP-PID在锅炉蒸汽压力控制中的应用

针对锅炉蒸汽压力系统具有大惯性、大滞后等特点,采用BP神经网络PID方法进行控制.该算法简单、易于实现.仿真研究证明该算法具有较好的控制效果.该系统软件在Windows XP平台下利用VB编制,硬件主要由普通PC机和研华的ADAM模块组成.实验证明该系统能实时采集现场压力,具有一定的实用效果.

基于抗火性能的混杂纤维自密实混凝土设计(1)--蒸汽压力测试

近年来建筑火灾频发,而随着自密实混凝土在建筑工程中的广泛应用,开展自密实混凝土以及纤维自密实混凝土抗火性能的研究已变得尤为重要。该系列研究以提高自密实混凝土材料的抗火性能为目标,开展了基于抗火性能的混杂纤维自密实混凝土设计研究,包括以蒸汽压爆裂理论为基础的混杂纤维自密实混凝土配合比设计与优化、新拌混凝土工作性评价、常温力学性能测试、高温爆裂分析以及高温下力学性能测试等内容。重点介绍了不同种类、不同几何尺寸的纤维对自密实混凝土在高温作用下蒸汽压力变化的影响,并基于试验结果对混杂纤维自密实混凝土的配合比进行了优选。

CFB锅炉蒸汽压力的模糊自校正PID控制

针对循环流化床燃烧控制系统的特点,以主蒸汽压力为被控对象,设计了一个模糊自校正PID控制器并进行了仿真研究。该设计的特点是将常规的PID控制与模糊控制相结合,在PID调节的基础上,采用模糊推理的思想,根据不同的e、ec对PID的参数KP、Ki、Kd进行自动调节。仿真结果表明,该控制器对蒸汽压力具有良好的控制性能。

基于热经济学的热力系统主蒸汽压力-排汽压力联合优化

为提升机组参与调峰时的热经济性,确定不同工况下热力系统发电成本,提出一种热力系统主蒸汽压力-排汽压力联合优化热经济学模型。该模型在算法设计中采用内外3层的迭代循环逻辑,从机理层面分析热力系统各参数间耦合关系,获得参数扰动后系统全部汽水参数和各级组通流量校正值。应用该数据完成热经济学指标计算与系统优化。获得不同负荷不同环境温度条件下主蒸汽压力与凝汽器真空的联合优化解。对比计算结果得出:主蒸汽压力与排汽压力联合优化解优于主蒸汽压力单独优化解;热力系统的发电成本随负荷的升高而减小、随环境温度的升高而增大;热力系统在冬季经济性更好。建议火电机组在制定上网电价时考虑季节因素对系统发电成本的影响。