Boiler-turbine control system design using continuous-time nonlinear model predictive control

A continuous-time nonlinear model predictive controller(NMPC) was designed for a boiler-turbine unit.The controller was designed by optimizing a receding-horizon performance index,with the nonlinear system approximated by its Taylor series expansion with a certain order,the magnitude saturation constraints on the inputs satisfied by increasing the predictive time,and the rate saturation conditions on the actuators satisfied by tuning the time constant of the reference trajectories in a reference governor.Simulation results showed that the controller can drive the drum pressure and output power of the nonlinear boiler-turbine unit to follow their respective reference trajectories throughout a varying operation range and keep the water level deviation within tolerances.Comparison of the NMPC scheme with the generic model control(GMC) scheme indicated that the responses are slower and there are more oscillations in the responses of the water level,fuel flow input and feed water flow input in the GMC scheme when the boiler-turbine unit is operating over a wide range.

A mathematical model for optimized operation and controlin a CDQ-Boiler system

Based on analyzing the thermal process of a CDQ （coke dry quenching）-Boiler system, the mathematical model for opti-mized operation and control in the CDQ-Boiler system was developed. It includes a mathematical model for heat transferring process in the CDQ unit, a mathematical model for heat transferring process in the boiler and a combustion model for circulating gas in the CDQ-Boiler system. The model was verified by field data, then a series of simulations under several typical operating conditions of CDQ-Boiler were carried on, and in turn, the online relation formulas between the productivity and the optimal circulating gas, and the one between the productivity and the optimal second air, were achieved respectively. These relation equations have been success- fully used in a CDQ-Boiler computer control system in the Baosteel, to realize online optimized guide and control, and meanwhile high efficiency in the CDQ-Boiler system has been achieved.

AUTOMATIC TUNING OF PID CONTROLLERS IN THE THERMAL POWER UNIT LOAD CONTROL SYSTEM

A method of measuring the interactions in a multivariable control sys-tem(MVCS)in time domain is defined in this paper.An intelligent decoupling com-pensator is designed in terms of the concept of fuzzy control,so that the auto-tuningof controllers’ parameters in a 2×2 MVCS can be turned into that of two independentsingle-loop control systems(SLCS).The method presented in the paper has success-fully been used in a simulation experiment on the automatic tuning of a coordinatedcontrol system(CCS)in the drum-boiler turbogenerating unit(DBTU)and the simu-lation results axe satisfactory.

Tuning of Coordinated Controllers for Boiler-turbine Units

A simple two-by-two model for a boiler-turbine unit is derived in this paper, which can capture the essential dynamics of the typical process. The coordinated controller is designed based on this model. A PID control structure and a tuning procedure are proposed. The example shows that the method is easy to use and can achieve an acceptable performance.

The Development and Research on the Coordinate Control Strategy Between Turbine and Boiler in Fossil Power Plant

Based on the research on domestic and international automatic technical development in fossil power plant,the paper analyses the recent situation of the coordinate control system between turbine and boiler of domestic fossil Power Plant,provides the development thought of coordinate control system between turbine and boiler,and describes the application prospect in control system of fossil power plant combining with the application experience.

ControlLogix在扩建电厂锅炉补给水控制系统中的应用

针对因电厂扩建,原锅炉补给水控制系统不能满足需求,对锅炉补给水控制系统进行了改造。详细介绍了控制系统的设计和功能。

10万m^(3)煤气柜系统升级改造设计研究

为响应国家淘汰落后产能,降低碳排放,实现双碳目标,张宣科技淘汰了高炉、转炉等高耗能、高碳排放设备,利用氢能源,实现碳的零排放。为保供氢冶金生产用气,对氢冶金焦炉煤气供气管路及柜区进行升级优化,以达到安全供气、稳定供气、持续供气、紧急供气的目标。基于以上需求,对10万m3高炉煤气柜改造为焦炉煤气柜,并进行配套设施的更新升级,取得了良好效果。

燃煤锅炉分布式控制系统设计

燃煤锅炉是一种重要的能量转换设备,对其燃烧过程的稳定控制是燃料充分燃烧的必要条件。为提高锅炉系统的环保性,采用工控机(Industrial Personal Computer,IPC)与可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)相结合的方式,设计了燃煤锅炉的分布式控制系统。以给煤量控制为例,阐述了控制方法的设计过程。依据燃煤锅炉的工艺过程,采用WinCC组态软件设计监控系统,以实现锅炉的远程交互控制,提高锅炉运行的安全性和稳定性。

火力发电厂锅炉气温自动控制系统的优化设计与应用

火力发电厂锅炉系统通过将化石燃料转化为热能,驱动发电机组运行。气温的精准控制对燃料燃烧、锅炉效率、安全性及环保排放至关重要,传统控制方法无法满足现代发电厂对精确与实时响应的要求。随着自动化与计算机技术的发展,模型预测控制(MPC)和自适应控制等先进策略逐步应用于锅炉气温控制中,大幅提升了控制精度和系统稳定性,硬件技术的进步也为控制系统的实施提供了更高的精度与可靠支持。通过系统设计、集成调试和性能评估,探索并验证了锅炉气温自动控制系统的优化方案,以期为火力发电厂的高效稳定运行提供有力支持。

某型汽轮燃油泵控制系统故障分析

为提升蒸汽轮机推进系统的可靠性和维护效率,以某型汽轮燃油泵控制系统为例,对系统的组成和工作原理进行分析,并对该型装备具体故障实例进行剖析。在此基础上,提出故障产生的原因和解决要点。研究成果可为汽轮燃油泵控制系统故障预防和维修提供一定参考。

火电厂分散控制系统在锅炉运行安全中的应用研究

本文旨在研究火电厂分散控制系统在锅炉运行安全中的应用。通过对分散控制系统的架构与工作原理等进行分析,本文探讨了分散控制系统在实时监测与故障检测、安全控制策略的制定与执行。研究发现,分散控制系统在火电厂锅炉运行安全中发挥着关键作用,实现锅炉运行的实时监测与控制,提高运行安全性和可靠性,降低事故风险和能源浪费。本文研究为火电厂安全管理和控制系统的优化提供了重要参考。

膜式壁堆焊设备在锅炉制造行业中的应用研究

在锅炉制造行业中,膜式壁堆焊设备的应用较为常见。阐述堆焊的特点及其应用,分析膜式壁堆焊设备的工艺规范和设备要求,希望能够为膜式壁堆焊设备在锅炉制造行业中的应用提供参考。

干粉煤气化装置激冷水系统的优化

介绍了干粉煤气化装置及其激冷水系统的工艺流程。通过对激冷水系统各支路阻力降的计算分析,发现原激冷水系统工艺流程存在激冷水偏流的可能和风险。通过阻力降计算结果优化了激冷水系统的工艺流程配置,再合理设置调节阀、增设喷淋水管线和冲洗水管线,从根本上解决了激冷水偏流问题。

一种PLC的工业锅炉自动控制系统设计与实现

近年来,工业建设随着国内社会经济水平的不断提高而迅速扩大,为人们日常生活带来便利的同时加速了工业发展与环境保护之间的矛盾,让人们更加重视工业生产过程中的节能环保问题。工业锅炉在我国工业生产中有着至关重要的地位,是一种被广泛应用的热能动力设备。然而,目前国内中小型企业所使用的工业锅炉大部分都存在自动化技术落后,生产过程安全性较低、产生有害环境废物较多等问题。针对以上工业锅炉现存的问题,结合市场对自动控制系统的需求,设计了一种以PLC为核心技术的工业锅炉自动控制系统,通过引入新型技术将工业锅炉生产过程自动化、智能化,增强锅炉运行的稳定性和安全性,提高锅炉生产质量和生产效率,帮助工业锅炉产生更好的社会经济效益。

电站锅炉-汽轮机系统的LPV鲁棒H_(∞)/H_(2)变增益控制

采用量子粒子群算法辨识得到机炉协调控制系统的全局线性参数变化(LPV)模型,然后通过极值分解组合得到多胞LPV模型。针对多胞LPV模型,在鲁棒H_(∞)/H_(2)变增益控制中引入松弛变量,设计了保守性更低的机炉协调控制系统鲁棒控制器。结果表明:所设计的控制器具有良好的控制效果。

燃气-蒸汽联合循环发电机组蒸汽旁路压力控制的研究

蒸汽旁路压力控制策略研究的目的是在机组启动、停止、锅炉并退汽过程中及机组甩负荷或跳闸时实现蒸汽旁路系统全自动控制和蒸汽压力保护。依托于国外某燃气-蒸汽联合循环发电厂两台机组的蒸汽旁路系统的调试和优化,对机组启、停及运行过程中蒸汽旁路的几种压力控制方式及控制问题分析进行描述。旨在为同类型或相似类型发电机组的旁路控制系统组态或系统优化提供帮助,并为带中间再热、蒸汽母管制的汽轮机发电机组的旁路控制策略设计提供参考。

基于云平台的蓄热式电锅炉远程测控系统设计

在我国广泛分布着无法集中供暖的地区。这些地区的居民往往需要自行取暖。这种分散的取暖方式难以统一管理、集中监测,存在安全隐患,造成资源浪费。针对此问题,设计了一种可远程测控的蓄热式电锅炉供暖管理系统。该系统基于云平台技术,以可编程逻辑控制器(PLC)作为电锅炉的控制部分,通过Modbus通信协议,实现了对电锅炉设备的运行控制、状态监测以及故障报警。该系统具有手动控制、自动控制以及远程控制三种控制方式,可监控温度、电压等多种状态信息,具备网页可视化监测、故障微信推送等功能。测试结果表明,该系统控制反应灵敏、数据采集准确、报警推送及时、人机交互界面良好,改进了现有电锅炉的控制监测方式,对于电锅炉的进一步推广使用具有重要意义。

基于PLC的蒸汽锅炉控制系统的设计

针对目前我国中小型工程所使用的锅炉还采用继电器-接触器控制系统,容易出现安全性能低下、能源转化率不高和自动化水平偏低等问题,结合目前蒸汽锅炉的控制方式,利用PLC替代传统的继电器控制,设计了一种新型蒸汽锅炉自动控制系统。整个控制系统由上位机、PLC及各种现场仪器组成,并结合PID算法来确保控制参数的精确度,最后利用组态软件仿真实现了对设备的参数设定、手动与自动切换和报警等功能。

油轮锅炉蒸汽压力控制系统的建模及优化研究

针对油轮锅炉蒸汽压力控制系统延迟大、非线性强、控制信号反应慢的问题,以油轮锅炉蒸汽压力稳定度、燃油消耗率为适应度函数,通过蚁群算法优化模糊PID控制算法的隶属度函数及模糊控制规则,提升控制系统的控制性能,实现节能减排的目标。这里分析了控制系统的结构及工作原理,采用机理分析及参数辨识的方法,在考虑负荷变化的前提条件下,以油轮锅炉蒸汽压力系统为被控对象,建立了控制系统的数学模型。通过闭环仿真控制实验对比分析,改善了控制系统的动态性能和稳态性能。