雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)建模及控制.pdf

1、雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)在我國火電廠中的應用越來越普遍。直吹式制粉系統(tǒng)要求,在任何時候,所有運行磨煤機制粉出力總和均等于鍋爐煤耗量,即制粉出力隨機組負荷的變化而變化。實際運行中,雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)存在的主要問題是:制粉出力對機組負荷跟蹤滯后嚴重。由于該問題的存在,導致機組運行不穩(wěn)、負荷適應性差。因此,對磨煤機制粉出力控制的研究非常必要。以往對磨煤機控制的研究大多是針對料位,對于制粉出力控制的研究甚少,這更顯出本課題

2、研究的重要性。
　　圍繞制粉出力的滯后問題,本文從建模和控制兩方面展開了一系列研究,主要研究工作及創(chuàng)新性成果如下:
　　(1)提出了一種基于層次分析的一致關(guān)聯(lián)度法,并得出了制粉出力影響因素的灰關(guān)聯(lián)排序。由于制粉出力影響因素眾多,且影響程度不等,若將所有因素均作為系統(tǒng)辨識模型的輸入?yún)?shù),其運算耗時太長,不利于在線實施。采用基于層次分析的一致關(guān)聯(lián)度法獲取影響因素的灰關(guān)聯(lián)序,可選取重要性靠前的因素,降低模型的復雜度。
　　(

3、2)針對制粉出力較難在線測量的問題,提出了一種動態(tài)密度加權(quán)LS-SVM方法建立了制粉出力的在線預報模型。首先,根據(jù)樣本規(guī)模的大小確定一定的鄰域半徑;再對鄰域半徑內(nèi)的每個樣本進行密度指標計算,并獲得其對模型的可能貢獻度指標;每次選取的對模型貢獻度最大的數(shù)據(jù)最終形成一個樣本集,即為支持向量樣本集;最后,在選取模型輔助變量的基礎上,對支持向量樣本集進行動態(tài)增加樣本和刪減樣本,建立制粉出力的動態(tài)預測模型。通過在磨煤機穩(wěn)態(tài)工況、升負荷工況及堵磨工

4、況下,與動態(tài)LS-SVM模型、動態(tài)加權(quán)LS-SVM模型的實驗對比結(jié)果可知,動態(tài)密度加權(quán)LS-SVM模型的誤差較小。
　　(3)針對制粉系統(tǒng)的大滯后、強非線性特點,提出了基于動態(tài)密度加權(quán)LS-SVM和粒子群優(yōu)化算法的非線性模型預測控制。首先,利用制粉出力的動態(tài)密度加權(quán)LS-SVM模型在線預報制粉出力當前時刻的輸出,其與制粉出力實際值之間的差值經(jīng)過反饋矯正疊加在模型對未來時刻的預測輸出值上,得到矯正后的下一周期的預測輸出。將未來輸出信

5、號與制粉出力的參考軌跡比較后,再經(jīng)過粒子群優(yōu)化算法,實現(xiàn)控制信號的輸出。
　　(4)針對機組正常變負荷過程制粉出力滯后的問題,提出了基于機組負荷模型的預見式參考軌跡。首先,分析并運用歷史數(shù)據(jù),建立機組負荷模型;為了提前多步預見目標值,根據(jù)預見控制原理,獲得了前饋系數(shù)矩陣,并在此基礎上獲得了制粉出力控制的參考軌跡。通過實驗結(jié)果分析可知:基于該參考軌跡的預測控制調(diào)整時間短、誤差小、系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性較好。
　　(5)針對機組負荷突變

6、的情況,提出了基于蒸汽壓力前饋補償?shù)闹品鄢隽刂?。根?jù)鍋爐輸入輸出的能量平衡原理,推導出了蒸汽壓力與燃料量之間的函數(shù)關(guān)系,并將蒸汽壓力實際值相對于設定值的偏差轉(zhuǎn)換成對制粉出力需求值的變化指令,作為制粉出力控制的前饋。采用蒸汽壓力前饋,將能使控制系統(tǒng)提前感知蒸汽壓力的變化,及時調(diào)整制粉出力以維持負荷。通過仿真結(jié)果分析可知,該方法調(diào)節(jié)時間較快,更有利于消除擾動。
　　(6)設計了一種制粉出力實時監(jiān)控系統(tǒng),并應用于模擬實驗臺上。該系統(tǒng)將