循環(huán)流化床鍋爐床溫控優(yōu)化分析

摘要：循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用逐漸廣泛，其中床層溫度控制是整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的重要內(nèi)容，優(yōu)化床溫控制有利于提升循環(huán)流化鍋爐的運(yùn)行效率，滿足鍋爐運(yùn)行的基本需求。循環(huán)流化鍋爐床溫的控制較為復(fù)雜，需要結(jié)合鍋爐運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)，落實(shí)床溫控的優(yōu)化工作。因此，本文通過(guò)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行研究，分析床溫控的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；鍋爐；床溫控制；優(yōu)化

循環(huán)流化床鍋爐具有清潔、高效的燃燒優(yōu)勢(shì)，存在很大的發(fā)展?jié)摿Γ彩俏覈?guó)工業(yè)方面重點(diǎn)使用的鍋爐類(lèi)型。循環(huán)流化床鍋爐使用中的核心是床溫控制，結(jié)合床溫控的實(shí)際狀態(tài)，規(guī)劃出科學(xué)的優(yōu)化措施，促使床溫控優(yōu)化符合循環(huán)流化鍋爐的運(yùn)行需求，達(dá)到高效率的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而降低循環(huán)流化床鍋爐床溫控制的難度，提升鍋爐的利用效率。

1.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制的模型

循環(huán)流化床鍋爐床溫控制模型可以做為優(yōu)化控制的依據(jù)，確保床溫控制更加符合循環(huán)流化床鍋爐的需求。分析床層溫度控制的模型，如下：

1.1模型機(jī)理

床層溫度控制模型的基礎(chǔ)是機(jī)理建模法，其可根據(jù)鍋爐運(yùn)行中的能量守恒，定性分析床層溫度控制的特性[1]?？刂颇Ｐ桶凑斟仩t的實(shí)際假設(shè)條件，最大程度的簡(jiǎn)化床溫控制涉及到的因素，同時(shí)滲透專(zhuān)家系統(tǒng)的理論，深入分析循環(huán)流化床鍋爐床溫控制的模型。床溫控是在典型工況的狀態(tài)下進(jìn)行模型設(shè)計(jì)的，與鍋爐的實(shí)際運(yùn)行保持一致。

1.2軟件基礎(chǔ)

床溫控模型的軟件平臺(tái)是MATLAB，包含溫度控制的各項(xiàng)設(shè)計(jì)模塊。MATLAB平臺(tái)內(nèi)，相對(duì)比較重要的部分是PID控制，可以根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐床層溫度的狀態(tài)，提供相對(duì)的控制方式，最主要的是提升各項(xiàng)模型函數(shù)的運(yùn)算能力，逐漸形成符合床溫控制的信號(hào)線，按照循環(huán)流化床鍋爐的控制，規(guī)范床層溫度的優(yōu)化過(guò)程。

1.3系統(tǒng)仿真

系統(tǒng)仿真的工況可以設(shè)計(jì)為25%、65%、100%，對(duì)照不同工況的系統(tǒng)仿真結(jié)果，明確循環(huán)流化床鍋爐床溫控的優(yōu)化目的。PID在三類(lèi)工況狀態(tài)下，均沒(méi)有達(dá)到溫度的控制結(jié)果，表明床溫控需要改進(jìn)優(yōu)化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的溫度控制。

2.循環(huán)流化床鍋爐床層溫度的智能控制

循環(huán)流化床鍋爐床溫的智能控制，是優(yōu)化床層溫度的主要途徑，可以按照鍋爐的需求，智能設(shè)計(jì)床層溫度。分析智能控制的設(shè)計(jì)，如下：

2.1PID的設(shè)計(jì)

PID設(shè)計(jì)的流程是一維模糊控制器、二維模糊控制器和三維模糊控制器。一維模糊控制器可以消除床層溫度的輸入誤差，可以控制一階對(duì)象，也是智能設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)部分，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制，因此需要進(jìn)行二維優(yōu)化設(shè)計(jì)；二維模糊控制器主要是控制偏差率，能夠較好的反饋床溫控制中的動(dòng)態(tài)信息，屬于較為常用的一類(lèi)；三維模糊控制器融合了前兩者的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，在偏差率的基礎(chǔ)上增加了推理運(yùn)算，準(zhǔn)確的控制床層溫度，表明各項(xiàng)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系。

2.2基于PID的控制系統(tǒng)

循環(huán)流化床鍋爐床溫控的智能設(shè)計(jì)，需要以PID控制為基礎(chǔ)，完善控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[2]?；赑ID控制系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：①模糊控制模塊，此類(lèi)模塊按照上文中的仿真設(shè)計(jì)，著重控制PID內(nèi)的偏差率，將其規(guī)范到床溫控可以接受的誤差范圍內(nèi)，模糊控制中有對(duì)應(yīng)的子集系統(tǒng)，促使床溫控可以根據(jù)工況的不同狀態(tài)，提供控制信號(hào)的相關(guān)方式，提升床溫控的穩(wěn)定性；②自整定模塊，不同工況下，床溫控的效果不同，在對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)形成特定的參數(shù)，自整定模塊中可以按照系統(tǒng)控制的需求，主動(dòng)調(diào)節(jié)變量，促使其達(dá)到絕對(duì)變量的標(biāo)準(zhǔn)，抑制床溫控制中的誤差；③擾動(dòng)試驗(yàn)，該項(xiàng)試驗(yàn)?zāi)軌蚍乐雇饨缫蛩貙?duì)床溫控的干擾，促使床溫控制迅速達(dá)到可靠的狀態(tài)，有利于床層溫度的優(yōu)化控制。

3.循環(huán)流化床鍋爐床溫控的優(yōu)化方式

結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐床溫控的控制需求，規(guī)劃優(yōu)化方式的應(yīng)用，優(yōu)化床溫控的控制環(huán)境，以此來(lái)提升床層溫度控制的水平。

3.1強(qiáng)化PID的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

PID在床溫控制中起到規(guī)范和保障的作用，PID本身具有智能化的特點(diǎn)，其可根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒狀態(tài)，分配床層溫度的控制變化，最大化的降低床溫控中的誤差，保障循環(huán)流化床鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。PID設(shè)計(jì)與應(yīng)用，必須符合床溫控的要求，優(yōu)化鍋爐運(yùn)行中的床層問(wèn)題，體現(xiàn)此項(xiàng)參數(shù)控制的優(yōu)勢(shì)。PID成為床溫控優(yōu)化中的主要對(duì)象，而且其在床溫控中發(fā)揮重要的作用，所以循環(huán)流化床鍋爐床溫控優(yōu)化的過(guò)程中，需要加強(qiáng)PID的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

3.2優(yōu)化多項(xiàng)控制方案的使用

循環(huán)流化床鍋爐床溫控優(yōu)化，并不是通過(guò)一項(xiàng)方案得到最終的優(yōu)化結(jié)果，而是需求比對(duì)多項(xiàng)控制方案，著重分析各項(xiàng)方案的優(yōu)化效益，進(jìn)而選擇效益最高的控制方案，還要評(píng)價(jià)方案在循環(huán)流化床鍋爐床溫控中的可行性，保障床溫控優(yōu)化的準(zhǔn)確度[3]。循環(huán)流化床鍋爐床溫控優(yōu)化占有很高的比重，做好床溫控優(yōu)化的工作，有利于提升鍋爐節(jié)能降耗的水平，同時(shí)保障鍋爐運(yùn)行燃燒的效率，解決循環(huán)流化床鍋爐床溫控優(yōu)化中的干擾問(wèn)題，改善床層溫度控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

4.結(jié)束語(yǔ)

循環(huán)流化床鍋爐的床層溫度，屬于系統(tǒng)控制的重要參數(shù)，需要根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的需求，制定有效的優(yōu)化措施，維持鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，以免床層溫度出現(xiàn)誤差。結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐的燃燒狀態(tài)，設(shè)計(jì)床溫控制的模型，利用智能控制的方法輔助床溫控優(yōu)化，確保鍋爐系統(tǒng)具有準(zhǔn)確、溫度的溫控方式，進(jìn)而為循環(huán)流化床鍋爐床溫控制提供可靠的方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔大偉.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制策略?xún)?yōu)化[D].山西大學(xué)，2010.

[2]石舒健.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制的應(yīng)用研究[D].華北電力大學(xué)，2009.

[3]陳亮.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].華北電力大學(xué)，2013.

作者簡(jiǎn)介：周棟，江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院，碩士。