雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)建模及控制.pdf

1、雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)在我國火電廠中的應(yīng)用越來越普遍。直吹式制粉系統(tǒng)要求,在任何時(shí)候,所有運(yùn)行磨煤機(jī)制粉出力總和均等于鍋爐煤耗量,即制粉出力隨機(jī)組負(fù)荷的變化而變化。實(shí)際運(yùn)行中,雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)存在的主要問題是:制粉出力對(duì)機(jī)組負(fù)荷跟蹤滯后嚴(yán)重。由于該問題的存在,導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)、負(fù)荷適應(yīng)性差。因此,對(duì)磨煤機(jī)制粉出力控制的研究非常必要。以往對(duì)磨煤機(jī)控制的研究大多是針對(duì)料位,對(duì)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(shí)模型的輸入?yún)?shù),其運(yùn)算耗時(shí)太長,不利于在線實(shí)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(fù)雜度。
　　(

3、2)針對(duì)制粉出力較難在線測量的問題,提出了一種動(dòng)態(tài)密度加權(quán)LS-SVM方法建立了制粉出力的在線預(yù)報(bào)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(duì)鄰域半徑內(nèi)的每個(gè)樣本進(jìn)行密度指標(biāo)計(jì)算,并獲得其對(duì)模型的可能貢獻(xiàn)度指標(biāo);每次選取的對(duì)模型貢獻(xiàn)度最大的數(shù)據(jù)最終形成一個(gè)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(chǔ)上,對(duì)支持向量樣本集進(jìn)行動(dòng)態(tài)增加樣本和刪減樣本,建立制粉出力的動(dòng)態(tài)預(yù)測模型。通過在磨煤機(jī)穩(wěn)態(tài)工況、升負(fù)荷工況及堵磨工

4、況下,與動(dòng)態(tài)LS-SVM模型、動(dòng)態(tài)加權(quán)LS-SVM模型的實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果可知,動(dòng)態(tài)密度加權(quán)LS-SVM模型的誤差較小。
　　(3)針對(duì)制粉系統(tǒng)的大滯后、強(qiáng)非線性特點(diǎn),提出了基于動(dòng)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(yù)測控制。首先,利用制粉出力的動(dòng)態(tài)密度加權(quán)LS-SVM模型在線預(yù)報(bào)制粉出力當(dāng)前時(shí)刻的輸出,其與制粉出力實(shí)際值之間的差值經(jīng)過反饋矯正疊加在模型對(duì)未來時(shí)刻的預(yù)測輸出值上,得到矯正后的下一周期的預(yù)測輸出。將未來輸出信

5、號(hào)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(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的輸出。
　　(4)針對(duì)機(jī)組正常變負(fù)荷過程制粉出力滯后的問題,提出了基于機(jī)組負(fù)荷模型的預(yù)見式參考軌跡。首先,分析并運(yùn)用歷史數(shù)據(jù),建立機(jī)組負(fù)荷模型;為了提前多步預(yù)見目標(biāo)值,根據(jù)預(yù)見控制原理,獲得了前饋系數(shù)矩陣,并在此基礎(chǔ)上獲得了制粉出力控制的參考軌跡。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知:基于該參考軌跡的預(yù)測控制調(diào)整時(shí)間短、誤差小、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性較好。
　　(5)針對(duì)機(jī)組負(fù)荷突變

6、的情況,提出了基于蒸汽壓力前饋補(bǔ)償?shù)闹品鄢隽刂啤８鶕?jù)鍋爐輸入輸出的能量平衡原理,推導(dǎo)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(shí)際值相對(duì)于設(shè)定值的偏差轉(zhuǎn)換成對(duì)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(shí)調(diào)整制粉出力以維持負(fù)荷。通過仿真結(jié)果分析可知,該方法調(diào)節(jié)時(shí)間較快,更有利于消除擾動(dòng)。
　　(6)設(shè)計(jì)了一種制粉出力實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),并應(yīng)用于模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。該系統(tǒng)將