270kt/a硫黄制酸装置低温热回收系统优化设计

介绍了云南云天化红磷化工有限公司270 kt/a硫黄制酸装置低温余热回收系统的优化设计、工艺流程和运行情况。针对装置产能提升后存在低温位热量过剩、公司蒸汽供应不足、干燥二吸交叉回酸操作难度大等问题,通过技术创新和优化改造,将一吸酸泵、一吸酸冷却器代替二吸酸泵、二吸酸冷却器使用,干燥塔、一吸塔回酸管进行搭接改造停用二吸循环酸槽,节省投资和降低操作控制难度。对余热锅炉及出口管线进行优化改造,降低低温热回收系统工艺配管投资,减少工艺管路热损失。

状态变量-预测控制技术在600MW机组再热汽温控制中的研究与应用

电厂锅炉的再热汽温是机组安全、经济运行的重要参数之一,该文针对电厂再热汽温被控对象大惯性、大滞后的特点,结合现代控制理论,提出了基于状态变量—预测控制技术的再热汽温控制方法,即先采用状态反馈来补偿汽温被控对象的滞后和惯性,然后通过预测控制来对补偿后的广义被控对象进行控制,仿真试验及现场运行结果表明,该控制方法具有优良的控制品质,是一种对大滞后过程较为有效的控制策略。

锅炉汽温控制状态反馈极点配置的两种简易设计方法

状态反馈极点配置对于大惯性锅炉汽温对象来讲是一种有效的控制方法。该文针对锅炉汽温的动态特性及控制方式的特点,提出了两种基于代数运算的简易极点配置方法,其一据二项式定理,将被控对象整定为时间常数可成倍减小的多阶惯性环节;其二利用代数运算实现了极点的任意配置。该配置方法避免了采用常规极点配置方法时较为繁琐的矩阵运算,便于工程应用,且极点配置过程以减小汽温对象的惯性时间和加快对象的响应过程为核心,有直观的工程物理意义。最后,利用某300MW火电机组汽温模型,验证了该极点配置方法的有效性和优越性。

状态观测器及状态反馈控制在亚临界锅炉蒸汽温度控制系统中的应用

提出了一种将状态反馈与ＰＩＤ 控制相结合的控制方案，既克服了ＰＩＤ 对大滞后对象控制效果不理想的缺点，同时又具有在目前的ＤＣＳ系统中易于实现的优点。该控制方案应用于一台１０２５ｔ／ｈ 的亚临界锅炉蒸汽温度控制系统中，取得了将偏差控制在不超过±２℃范围内的优良效果。

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。

高金属含量水反应金属燃料稳态燃烧模型

为探索水冲压发动机稳态燃烧机理,以水反应金属燃料在水蒸气环境下的稳态燃烧试验为基础,建立了镁基高金属含量水反应金属燃料稳态燃烧模型,燃料中金属镁含量大于70%。将镁基水反应金属燃料稳态燃烧过程分为惰性加热区、凝相反应区和气相反应区,指出燃面附近气相火焰结构由4部分组成,分别为AP预混火焰、AP/HTPB扩散火焰、AP/Mg扩散火焰和Mg/H2 O扩散火焰;提出凝相镁颗粒的熔化蒸发为燃速控制过程,以液滴蒸发燃烧模型为基础建立了燃面熔融镁蒸发模型;对影响燃速的主要因素进行讨论,认为燃料组分一定时,环境压强及环境中水蒸气浓度的提高将带来燃速的增加;在计算压强范围内,AP预混火焰对燃烧过程的影响可忽略,Mg/H2O最终扩散火焰对燃烧过程具有决定性的影响。

一台660MW单元机组主蒸汽温度控制系统的设计与调试

浙江北仑发电厂2号机组的主汽温控制系统在改造前采用了串级PID控制策略,其调节效果不太理想,经常会发生主汽温与其设定值偏差较大、过热器壁温超限等现象,在机组控制系统改造以后,主汽温控制系统采用了基于增量式状态观测器的状态反馈控制与串级PID控制相结合的控制策略,采用基于增量式状态观测器的状态反馈能够预测主汽温变化的趋势,使得控制系统能够及时的进行调节,而采用常规的串级PID控制能够消除主汽温的稳态偏差,对于两侧过热器的热偏差问题,本文基于北仑电厂2号机组过热器的结构特性,加入了偏置发生器及跟踪功能,为运行人员提供了方便,实际运行效果表明,主汽温度的动态特性得了明显改善,过热器壁温得到了很好的控制,取得了较好的控制效果。

纤维素酶气相双动态固态发酵

为了充分利用纤维素酶固态发酵的优势 ,提出了纤维素酶气相双动态固态发酵的方式 .研究结果表明 :在优化条件下 (最佳压力脉冲范围、脉冲频率及气体内循环速率 ) ,发酵温度得到较好地控制 ,9 0cm高的填料层中最大温度梯度为 0 1 2℃ /cm ;以汽爆秸秆为底物 ,发酵水活度得到较好的保持 ;动态培养发酵周期 (60h)比静态发酵周期 (84h)缩短了 1 /3 ,酶活 (2 0 3 6IU/g)比静态酶活 (1 0 82IU/g)提高了 1倍 ,压力脉动固态培养的料层上中下微生物生长状况均匀一致 ,且疏松 ,而静态固态发酵的料层中部几乎没有菌体生长 .

锅炉汽温控制H_∞性能状态观测器的设计

状态反馈控制对锅炉汽温对象来讲是一种有效的控制方式,但由于锅炉汽温对象的多阶大惯性大参数摄动特性,观测器的观测精度对状态反馈的控制品质有明显的影响。为此设计了一种具有H∞性能的状态观测器,将观测器设计的极点配置问题转化为一个线性矩阵不等式(LMI)解的存在性问题,在不需了解对象不确定性界函数的情况下,调整2个系数因子β和γ,并求解此LMI问题,便可得到将观测误差控制在最优或次优范围以内的H∞性能观测器。基于此观测器,构造状态反馈——PID复合控制系统,以实现对锅炉汽温对象的高质量控制。利用某300MW火电厂锅炉汽温模型进行仿真,表明在控制的及时性和准确性上,优于常规的PID串级汽温控制系统,有较好的实际应用价值。

锅炉蒸汽温度鲁棒控制系统研究及其稳定性分析

锅炉蒸汽温度受控对象具有全程非线性和时变特性,给建模和控制系统设计带来较大困难。采用广义约当块及代数等价变换方法,可将分段的传递函数描述转换为变参数的状态空间描述,对3种典型控制系统的稳定鲁棒性所进行的理论研究表明,对同一组传递函数描述的具有非线性和时变特性的高阶惯性受控对象,依据其任一代数等价的状态空间描述所构建的Luenberger函数观测器,在满足一定的条件时,存在n×n解阵T(t)满足Sylvester矩阵方程T(t)A(t)?FT(t)=GC(t)。文中给出了3种类型锅炉蒸汽温度控制系统全局渐近稳定的充分条件,及其调节器的稳态工作点。仿真试验和工程实践证明了理论分析的正确性和控制系统的稳定鲁棒性。

自抗扰控制在火电厂主汽温控制中的应用

针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,本文提出了ADRC过热汽温控制方案。该方案采用导前温度信号作为辅助反馈信号,构成串级ADRC-PID／ADRC双回路控制系统。在电厂过程仿真平台STAR-90上的实验结果表明,用这种方法建立的过热汽温控制系统,具有较好的控制品质和较强的自适应能力。

基于状态变量多模型的主汽温控制系统

针对主汽温系统大惯性、非线性的特点,提出了基于状态变量多模型的控制方案,即先采用状态反馈补偿主汽温系统的惯性,同时调整状态反馈系数矩阵,使得补偿后被控对象开环稳态增益稳定不变;再针对不同工况下对象特性的变化,对各工况控制子系统进行模态综合,以PID作为控制器,实现大范围控制。对主汽温系统的仿真结果表明,该方案可以较好地解决系统的大惯性和非线性问题。

姚孟电厂1号直流炉控制系统设计及增量式状态控制器的应用

根据直流炉被控对象和姚孟电厂1号300MW本生直流机组设备本身的特点,分别设计了新型的、适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统。通过对机炉协调、锅炉给水和过热器蒸汽温度等控制方案的特点分析,体现了应用基于增量式状态观测器的状态反馈控制与传统的PID串级调节系统相结合的控制策略的优越性。采用该控制方案,机组在大负荷范围(80MW)和高负荷变化速率(9MW/min)工况下减负荷时,过热器出口汽温变化和机前压力变化等调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准,并能很快达到稳定。现场实时控制的应用效果显示了该项技术的先进性和实用性,同时也为超临界机组控制策略和方案的选择提供了参考和借鉴。

基于MCP-CSH的主汽温控制变负荷仿真研究

针对电厂主汽温过程容量滞后和惯性较大,在控制中经常出现调节时间长,超调大等问题,提出了一种基于串联校正与状态反馈协调的主蒸汽温度控制方案。为了分析该方案的鲁棒性,提出了一种稳定边界搜索方法。应用该搜索方法,找到了当被控过程中参数变化时的MCP-CSH主汽温控制方案稳定区间,并得出被控过程中的参数变化区间乘以其阶次近似等于77%的结论;为了分析该控制方案对变负荷的适应能力,将不同负荷段的被控过程的数学模型进行了同构化处理,得出了MCP-CSH主汽温控制方案的变负荷适应区间与被控过程中具有最高阶数的参数变化稳定区间一致的结论。仿真结果表明,只要在负荷适应范围内,该方法都能取得很好的控制效果。

自抗扰控制在火电厂主汽温控制中的应用研究

自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后,大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数就可以实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上建立模块化的自抗扰控制器,进行了变负荷、10%扰动和RB试验。试验结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统对被控对象模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能。

锅炉蒸汽温度过程状态反馈控制系统的设计研究

针对电站锅炉蒸汽温度应用单纯状态反馈控制存在的问题,提出了2种确定期望极点的方法。若采用添加设定值跟踪增益的方案解决单纯状态反馈极点配置,则不能保证稳态性能,对此给出了状态反馈极点配置设计原则。仿真试验结果表明,满足控制量约束条件取决于状态反馈极点配置的右边界。

350MW煤/高炉煤气混烧锅炉多工况热力计算的研究

在许多电厂中,电站锅炉都不同程度地存在着蒸汽温度偏离设计值的问题.针对某电厂3#锅炉主蒸汽温度、再热蒸汽温度同时偏低的问题,编制适用于此锅炉的热力计算程序.在改变几种运行工况进行热力计算、分析计算结果后,得出了不同参数的改变对炉膛出口烟温、过热蒸汽、再热蒸汽、排烟温度的影响规律,为改善锅炉汽温特性、解决汽温偏低的问题提供依据.

350MW煤/气混烧电站锅炉运行特性的试验研究

为满足节能、环保的要求,一些钢铁企业利用高炉煤气、焦炉煤气与煤混烧发电,而混烧气体燃料对锅炉的汽温、烟温等特性产生的影响并不是很明显.以某350 MW的煤粉/高炉煤气/焦炉煤气混烧电站锅炉为研究对象,分析混烧高炉煤气、焦炉煤气对汽温、烟温及效率等的影响,试验研究所得出的有关数据对锅炉的优化运行具有指导意义.

240t/h电站锅炉燃烧状态的试验研究

某电厂HG240/100-1型燃煤锅炉,8只旋流燃烧采用两侧墙对冲布置;锅炉投产时制粉系统选型为直吹式制粉系统,后改为中间储仓式制粉系统;设计煤种为鹤岗烟煤,后燃用过淮南烟煤、淮北烟煤及混煤等。由于煤源不固定,煤质波动大,煤质特性远远偏离了设计煤种,造成锅炉存在很多问题。主要问题是凝渣管结渣和主蒸汽温度偏高。为了寻找问题的原因,本文通过现场测试、调节,从试验的角度分析了锅炉结渣和主蒸汽温度偏高的原因。结果表明,在电厂正常运行工况下,甲侧的风粉浓度比乙侧的低,导致甲侧的温度水平较高,甲侧受热面易结渣;乙侧烟气量较多,烟速增大,与受热面间交换的热量增加,是导致乙侧主汽温度偏高的主要原因。

基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定

自抗扰控制器(ADRC)是通过改进经典比例积分微分(PID)控制的缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,文中给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数而实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上,使用集散控制系统自身控制模块实现了自抗扰控制系统的构建,这对于工程实际应用具有重要意义。以某超临界600MW直流锅炉发电机组仿真机的主汽温为对象,进行ADRC控制下的变工况、10%扰动和快速减负荷(RB)实时仿真试验。结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统与PID控制系统相比,该系统对被控对象特性的不确定性和外部扰动具有较强的适应性和鲁棒性,具有优良的控制性能。