基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制方法

现行方法在火电厂锅炉主蒸汽温度控制中应用效果不理想,阶跃响应性能较差,而且超调量较高,因此本文提出基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制方法。利用线性化分布参数建模方法建立火电厂锅炉主蒸汽温度参数数学模型,利用模糊神经网络进行锅炉主蒸汽温度误差补偿控制,实现基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制。经试验证明,本文方法阶跃响应时间较短,超调量在1℃以内,在工业控制领域具有良好的应用前景。

对冲燃烧锅炉两侧主蒸汽温度偏差的预测模型及问题诊断

近几年为控制发电成本和污染物排放,发电企业选择混煤掺烧和低氮燃烧器改造的方案,燃烧不稳定局部热传导变差等问题引起的受热面汽温偏差现象频发。分析了汽温偏差的理论影响因素,并基于某600 MW机组汽温偏差的实际问题,理论选择输入变量共56个,建立了PLS-GA-SVR的汽温偏差回归预测模型,分析了汽温偏差对主要输入参数的敏感度,筛选了影响汽温偏差的关键参数。计算结果表明:经过变量筛选可以在不影响回归效果的前提下大幅缩减模型的输入变量个数,10个变量输入的GA-SVR模型预测结果的均方根误差和可决系数分别为5.152和0.879,氧量和CD磨煤机的给煤量是影响汽温偏差最关键的参数。现场试验结果表明:磨煤机的煤粉分配不均是导致汽温偏差大的主要原因。

300 MW四角切圆锅炉再循环烟气对蒸汽温度影响试验研究

为了缓解某300 MW四角切圆锅炉低负荷工况主蒸汽及再热蒸汽温度偏低问题,开展了再循环烟气对蒸汽温度影响试验研究,结果表明再循环烟气量主要受锅炉燃烧稳定性、受热面壁温、减温水调节裕度、排烟温度等影响。低负荷工况下烟气再循环系统投入后主蒸汽温度、再热蒸汽温度均明显提升,脱硝系统入口烟温小幅度增加。不仅有利于降低汽轮机热耗率和供电煤耗,提升机组低负荷运行经济性,而且有助于避免汽轮机末级叶片腐蚀问题,降低设备维护成本。

基于阀门非线性补偿的亚临界机组主蒸汽温度控制

为保证火电机组的安全稳定运行,需维持主蒸汽温度处在正常范围内。利用减温水调节主蒸汽温度,若在设计控制方案时不考虑减温水调节阀的流量特性,会出现由于减温水调节阀的非线性特性导致控制品质下降。通过搭建某亚临界机组的主蒸汽温度超前区、惰性区和阀门对象仿真模型,研究了带有阀门非线性补偿的主蒸汽温度控制。通过采集阀门输入输出数据,拟合阀门流量特性曲线,设计了基于多项式拟合方法的阀门开度补偿器。仿真结果表明,此方法可在一定程度上克服阀门流量特性引起的非线性,使整个系统的控制效果更加快速和平稳,提升主蒸汽温度控制的品质。

基于改进神经网络PID的主蒸汽温度优化控制研究

针对电厂主蒸汽温度PID串级控制系统参数整定繁琐、自适应性较差的问题,提出一种改进神经网络PID串级控制方法。为了降低主蒸汽温度控制系统的不确定性,基于最小误差熵(MEE)准则训练串级控制中的主神经网络PID控制器,并利用滚动时域窗法递归估计跟踪误差的熵,提升算法运行效率。将主蒸汽温度误差序列和部分可测扰动输入神经网络PID控制器输入层,实现反馈控制与前馈控制相融合,提升控制系统抗干扰能力。通过与采用最小误差平方和(MSE)准则的神经网络PID控制器对比,采用MEE的神经PID控制器可以减小过热汽温的波动,减少控制系统的随机性。

基于一阶LADRC的锅炉主蒸汽温度控制策略

针对锅炉主蒸汽温度控制效果不佳的现象,首先建立了发电机组容量为300 MW的汽包锅炉主蒸汽温度模型,并将传统的PID串级控制应用其中,然后基于锅炉的主蒸汽温度特性,在原有的串级控制方案上进行了优化,设计了一种应用一阶线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection controller,简称LADRC)的串级控制方案。最后使用Matlab/Simulink仿真平台对两种控制方案进行实验仿真。结果表明,与传统的PID串级方案进行对比,应用一阶LADRC的串级控制方案,系统具有更快的响应能力并且超调量较低。当系统受到外界扰动时候,使用一阶LADRC串级控制方案系统仅经过一次震荡便达到稳定状态,具有更好的抗扰性。

锅炉主蒸汽温度控制策略浅析

解析了主蒸汽温度控制系统内涵盖的调节对象特性,总结了新颖的锅炉主蒸汽温度控制系统的特点。在此策略下的主蒸汽温度控制系统,完全可以适应机组负荷静态下的全工况和动态下50%~100%范围及5%变化率的变负荷运行。

基于改进等价输入干扰观测器的主蒸汽温度系统阶梯式动态矩阵控制

由于频繁而广泛的负荷变化引起的未知扰动以及对发电效率和运行安全的严格控制要求,主蒸汽温度的控制变得越来越具有挑战性。为此,针对高阶动态扰动响应迟滞的问题,提出一种以阶梯式动态矩阵控制算法(SDMC)为核心的抗干扰控制方案,从根本上解决了主蒸汽温度控制系统的大滞后、大惯性以及多扰动的问题。实例仿真表明,提出的改进等价输入扰动观测器(IEIDO)可实现对不可测扰动和未知模型动态的实时估计与补偿,而SDMC既能够保证主蒸汽温度控制系统的快速性和稳定性,又能够根据引入的可测扰动前馈补偿实现干扰的抑制。因此,所提出的方案可以保证机组运行的安全性、稳定性、经济性和灵活性,在电力行业有着广阔的应用前景。

基于流动网络法水动力模型优化超临界600 MW对冲锅炉两侧主蒸汽温度偏差研究

以某超临界600 MW机组对冲燃烧锅炉为研究对象,通过对其进行水动力建模,分析验证了主蒸汽两侧温度偏差规律,并从锅炉水侧提出优化主蒸汽温度偏差的技术方案。根据提出的蒸汽温度优化方案调整后,50%、75%和100%BRL负荷下锅炉出口两侧主蒸汽温度偏差分别缩小了44.6%、95.8%和28.0%。该方案可实现机组的安全、经济运行,并为同类型机组主蒸汽温度偏差治理提供理论依据与改造参考。

蒸汽温度调节喷嘴气动噪声特性与降噪技术研究与应用

在热电联产工程中,是通过蒸汽温度调节喷嘴对蒸汽的温度进行调节达到供热用户所需值的关键设备。蒸汽温度调节喷嘴面临的工况条件日渐严苛,其调节性能、减振降噪性能和安全可靠性能尚存在诸多不足,其中噪声问题尤为突出。采用实验与数值模拟相结合的方法,分别对调节喷嘴的温度调节部件的气动噪声特性进行了研究,提出了相应的降噪方法和解决方案,通过试验和实际运行考验,温度调节精度高,噪声低和安全可靠性强,符合设计要求,得到用户认可。

基于LSTM预估补偿的火电机组主蒸汽温度控制系统

提出基于长短期记忆(LSTM)预估补偿的火电机组主蒸汽温度控制系统,从机组运行历史数据库中挖掘给煤量、主蒸汽压力和给水流量等因素与主蒸汽温度之间的非线性关系,构建主蒸汽温度控制系统的LSTM预测模型,进而根据预测值构建基于预估补偿的主蒸汽控制系统。结果证明:LSTM算法相比于反向传播(BP)算法具有较高的预测精度,并且在实际应用中,由预测值构建的预估补偿器可使控制系统提前动作,提升蒸汽温度的控制品质。

基于神经网络模型的锅炉主蒸汽温度预测控制

为解决传统控制方法在火力发电机组蒸汽温度控制过程中存在的强非线性、大迟延的难题,提出了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络在线估计和粒子群(PSO)滚动优化的预测控制算法。该方法将常规串级控制系统的主回路控制器用预测控制器替代,采用LSTM神经网络建立主蒸汽温度控制系统的过程模型,通过多步预测实现了对复杂非线性系统模型的精确预测。利用PSO算法在线求解主蒸汽温度控制系统的最优预测控制律,避免了传统递推方法无法直接求解非线性优化问题。仿真结果表明:与传统主蒸汽温度串级控制策略相比,该控制算法明显改善了控制系统的快速性,抗扰能力较强,对主蒸汽温度这类具有非线性及模型不精确的被控对象有一定的参考价值。

1000MW塔式锅炉深度调峰下再热蒸汽温度与NO_(x)运行特性优化研究

早期投运的部分塔式锅炉存在着再热蒸汽温度偏低和脱硝入口NO_(x)浓度偏高的问题。研究了塔式锅炉深度调峰下炉内燃烧状态以及换热特性,分析了炉内燃烧状态对辐射换热、对流换热比例的影响规律,根据研究成果,综合运用燃烧调整手段,显著提升了深度调峰状态下的再热蒸汽温度并降低了脱硝入口NO_(x)浓度,锅炉运行经济性显著提升,研究成果对同类型机组的运行优化调整有重要的参考意义。

基于PI-DMC的发电机组主蒸汽温度串级前馈预测控制策略

针对发电机组主蒸汽温度控制系统惯性大、时滞长、扰动大的特点,结合比例积分微分(PI)控制和动态矩阵控制(DMC)的优点,提出一种基于PI-DMC的发电机组主蒸汽温度串级前馈预测控制策略。以控制量为燃料量、被控量为主蒸汽温度,利用遗忘因子递推最小二乘法对主蒸汽温度控制系统模型参数进行辨识;通过对模型施加单位阶跃信号得到预测模型,并通过反馈校正在线修正预测值;对目标函数实时滚动优化得到当前时刻控制量,并设定控制权重对PI和DMC进行优化组合。仿真结果表明:与串级PID和DMC控制相比,提出的控制策略在模型适配且施加干扰时,调节时间约20 s、超调量仅6.47%;在模型失配且施加干扰时,调节时间约30 s、超调量为6.03%。工程应用结果表明:相较于工业现场原控制策略,提出的控制策略控制精度提高了66.91%,同时汽包液位的控制精度提高了47.23%,符合现场设计要求。

基于卡尔曼滤波的闭式循环蒸汽温度在线处理方法

Li/SF_6能源系统是一种新型高能热源,其能量密度高、无产物排放的特点可支持水下装备构建闭式循环动力系统。能源系统中的螺旋管出口温度作为影响反应过程的关键反馈量,在测量噪声和系统噪声干扰下会影响系统调控精度和稳定性,对航行器的可靠工作产生负面作用。文中基于一维分布参数法仿真得到的蒸汽出口温度变化曲线,针对常用降噪方法的不足,设计了一种基于卡尔曼滤波原理在线降噪处理方法。经过与常规采用的滑动平均滤波和1阶低通滤波方法的对比可知,该方法不仅在误差概率分布、信噪比方面具有明显优势,而且能够缩短系统稳定时间,改善系统动态特性。

拜耳法生产氧化铝工艺的蒸汽温度调节技术研究

为进一步提升拜耳法生产氧化铝工艺的效率和质量,本次研究从蒸汽温度调节角度入手,结合拜耳法生产氧化铝工艺的整体流程,对某厂氧化铝生产过程中蒸汽温度过高的问题展开分析,根据大量的理论计算,明确了当前该厂蒸汽温度过高带来的负面影响。而后以此理论研究为基础,通过对加热室内部和管道的调节,并辅以智能化控制措施,对蒸汽温度调节技术措施进行了探讨,同时分析技术应用后的效果。结果显示,本次蒸汽温度调节技术有效改善了氧化铝生产工艺中的既有问题,具有一定的现实意义,有望在今后得到进一步推广应用。

主蒸汽温度自动调节系统

主蒸汽温度是锅炉运行中的主要参数 ,它的高低直接影响锅炉安全稳定运行。该文介绍了用KMM可编程序调节器对主蒸汽温度系统进行自动调节。首先介绍了过热蒸汽温度调节系统的组成及原理。利用KMM可编程序调节器的特点对我厂锅炉主蒸汽温度自动调节系统进行控制 ,并设计了监控系统。为了使系统投入自动后 ,调节效果良好 ,记录曲线合格 。

循环模式DSG槽式太阳能集热器出口蒸汽温度控制策略研究

循环模式直接蒸汽发电(direct steam generation,DSG)强度变化的影响很大,并具有大滞后、大惯性、参数时变等特点。针对该控制对象,提出采用多模型切换受限增量广义预测控制策略,建立典型工况下的子模型并设计相应的控制器。按照跟踪实际工况的运行结果,根据模糊推理的隶属度概念评判子模型的匹配程度,选择适配的子模型和控制器整定参数,并采用输入增量加权控制律和等待周期法实现平滑切换和无扰切换。仿真分析表明,提出的控制策略与常规PI控制方法相比,具有响应速度快、无稳态偏差、系统输出波动小、降低了模型失配影响等优点。仿真结果验证了该控制模型和策略的可行性和有效性。

主蒸汽温度700℃超超临界锅炉水冷壁选材分析

针对超超临界600 MW机组主蒸汽温度为700℃的锅炉(700℃锅炉)水冷壁选材问题,分析比较了T12,12Cr1MoVG,T23,T24,T91,T92,T122(HCM12A),VM12SHC和617mod等备选管材的适用性,包括母材和焊接接头的持久强度、热疲劳和蠕变疲劳,母材和焊接接头的抗蒸汽腐蚀和抗烟气腐蚀性能,热成型性能及可焊性。同时,提出超超临界700℃锅炉水冷壁应选用T92高强度马氏体钢管和617mod镍基合金管,应采用电加热板对T92水冷壁管对接焊接接头进行焊后热处理。

过热器蒸汽温度状态观测器的鲁棒性分析

工程中过热蒸汽温度作为被控对象通常是n阶大惯性环节,且状态不可测。以常规手段,通常很难达到理想的控制效果。该文以这个实际工程问题为研究背景,根据状态观测器和鲁棒观测器设计的理论,研究过热器蒸汽温度动态特性状态重构的实用技术,分析采用高阶惯性环节作为过热器的状态观测器的适用性。得出在保持系统稳定的前提下,惰性区时间常数的允许变化范围。通过分析得知状态观测器确定时,此范围只和状态反馈增益阵有关。仿真试验验证了理论分析结果的正确性。