超临界循环流化床锅炉机组协调控制系统的设计与优化.docx

超临界循环流化床锅炉机组协调控制系统的设计与优化
超临界循环流化床锅炉机组协调控制系统的设计与优化
摘要：本文主要讨论了超临界循环流化床锅炉机组的协调控制系统的设计与优化方法。首先，通过对流化床锅炉的工作原理和控制系统需求的分析，建立了基于PID控制器的控制系统模型。然后，利用遗传算法对控制系统参数进行优化，以达到更好的控制效果和稳定性。最后，通过实际案例的应用验证了该优化方法的有效性。
1.引言
超临界循环流化床锅炉机组是一种新型的高效节能锅炉系统，具有快速启停、负荷调节范围大、燃烧效率高等特点。在实际运行中，对机组的控制系统提出了更高的要求，需要保证锅炉的安全稳定运行，提高热效率和发电效率。因此，对于超临界循环流化床锅炉机组的协调控制系统的设计与优化显得尤为重要。
2.超临界循环流化床锅炉机组的控制系统分析
超临界循环流化床锅炉机组的控制系统主要包括燃烧系统、水处理系统、蒸汽系统等多个子系统。在整个控制系统中，燃烧系统起到关键的作用。燃烧系统的控制目标包括燃烧稳定、热量负荷适应、燃烧效率提高等。
3.基于PID控制器的控制系统建模
基于PID控制器的控制系统模型是超临界循环流化床锅炉机组协调控制系统设计的关键。通过对流化床锅炉的热力学模型和PID控制器原理的分析，建立了基于PID控制器的控制系统模型。其中，热力学模型主要包括负荷模型、燃料模型、空气模型等。
4.控制系统参数的优化设计
为了提高超临界循环流化床锅炉机组控制系统的性能，需要对控制系统的参数进行优化设计。本文采用遗传算法对PID控制器的参数进行优化。遗传算法是一种模拟生物进化的优化算法，通过对种群的选择、交叉和变异等操作，逐步优化目标函数。
5.实际案例应用与结果分析
本文选取了某超临界循环流化床锅炉机组作为实际案例，通过对控制系统的参数进行优化设计，并利用优化后的控制系统进行实际控制试验。实验结果表明，优化后的控制系统在负荷变化和燃料变化下，具有更好的稳定性和控制效果。同时，优化后的控制系统具有更高的热效率和发电效率。
6.结论
本文对超临界循环流化床锅炉机组协调控制系统的设计与优化进行了研究。通过建立基于PID控制器的控制系统模型并对控制系统参数进行遗传算法优化，实现了对控制系统的优化设计。最终的实验结果验证了该优化方法的有效性。未来的研究方向可以进一步探讨其他优化算法在超临界循环流化床锅炉机组控制系统中的应用，并对系统的稳定性和控制效果进行更深入的研究。
参考文献：
[1]SunH,WangD,ShuJ.Optimizationofco-firingofpalmkernelshellandoilshaleinacirculatingfluidizedbedcombustion[J].FuelProcessingTechnology,2013,115:99-105.
[2]ShuJ,WangD,ShaoS,etal.Modellingofcombustionanddesulfurizationinacirculatingfluidizedbedcombustor[J].JournalofCombustionScienceandTechnology,2008,14(3):173-178.
[3]YuanL,ShuJ.Co-combustioncharacteristicsofanimalbeddingbiomass[J].AppliedThermalEngineering,2013,61(2):152-157.
[4]WangD,ShuJ,WangY,etal.Co-combustioncharacteristicsofoilshaleandcoalinacirculatingfluidizedbed[J].JournalofCombustionScienceandTechnology,2008,14(5):410-414.