今生无悔瓶
锅炉温度控制策略的应用研究 摘要:针对锅炉汽温控制的特点,设计了过热汽温串级模糊控制系统,介绍了系统的构成、原理 及该系统的优越性,并利用MATLAB仿真软件进行了仿真分析。 关键词:汽温;串级模糊控制;系统仿真 0 引言 过热蒸汽温度是衡量锅炉能否正常运行的重要 指标。假如过热蒸汽温度过高,若超过了设备部件 (如过热器管、蒸气管道、阀门、汽轮机的喷嘴、叶片 等)的允许工作温度,将使钢材加速蠕变,从而降低 使用寿命。严重的超温甚至会使管子过热而爆破。 可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分损 坏。过热蒸汽温度过低,会引起热耗上升,引起汽轮 机末级蒸汽湿度增加,从而降低汽轮机的内效率,加 剧对叶片的侵蚀。因此在锅炉运行中,必须保持过 热汽温稳定在规定值附近。通常允许变化范围为额 定值±5℃。目前对锅炉过热汽温调节大都采用导 前汽温的微分作为补充信号的系统。其系统原理如 图1所示。 系统针对过热汽温调节对象调节通道惯性延迟 大、被调量反馈慢的特点,从对象调节通道找出一个 比被调量反应快的中间信号θ1作为调节器的补充 信号,以改善对象调节通道的动态特性。动态时调 节器根据θ1的微分和θ2这两个信号而动作。但在 静态时(调节过程结束后)θ1不再变化,则dθ1/dt= 0,这时过热器汽温必然恢复到给定值。实际使用 中,中间信号θ1的引入在一定程度上确实改善了控 制系统的动态特性,但是,影响蒸汽温度的因素很 多,除减温水流量的扰动外,负荷的变化,工况的不 稳定,过剩空气系数等都会导致蒸汽θ2温度发生波 动。这些波动是无法预知的,无法用精确的数学模 型来描述。由于模糊控制不依赖被控对象的精确数 学模型,它主要是根据人的思维方式,总结人的操作 经验,完成控制作用,特别适合于大滞后、时变、非线 性场合,因此该文提出一种锅炉过热气温的串级模 糊控制系统。 1 控制方案的研究设计 串级调节系统是改善大惯性、纯滞后系统调节 质量的最有效方法之一,所以设计的控制方案采用 串级模糊控制,其控制系统如图2所示。 图2中F为减温水流量调节阀。P为副调节 器,采用比例调节;FC为主调节器,采用混合模糊控 制器,即一个二维模糊控制器和常规PI调节器并联 而成,除能够尽快消除副环外的扰动之外还可以校 正汽温偏差,保证汽温控制的精度。 汽温调节对象由减温器和过热器组成,减温水 流量Wj为对象调节通道的输入信号,过热器出口汽 温θ2为输出信号。为了改善调节品质,系统中采用 减温器出口处汽温θ1作为辅助调节信号(称为导前 汽温信号)。当调节机构动作(喷水量变化)后,导 前汽温信号θ1的反应显然要比被调量信号θ2早很 多。由于从调节对象中引出了θ1信号,对象调节通 道的动态特性可以看成由两部分构成:①以减温水 流量Wj作为输入信号,减温器出口处温度θ1作为 输出信号的通道,这部分调节通道称为导前区,传递 函数为G01(s);②以减温器出口处汽温θ1作为输入 信号,过热器出口汽温θ2为输出信号的通道,这部 分调节通道称为惰性区,传递函数为G02(s),显然 导前区G01(s)的延迟和惯性要比惰性区G02(s)小 很多。系统结构如图3所示。 图3中有两个闭合的调节回路:①由对象调节 通道的惰性区G02(s)、副控制器Gc2(s)、副检测变送 器Gm2(s)组成的副调节回路;②由对象调节的导前 区G01(s)、主控制器(PI+混合模糊控制器)、主检 测变送器Gm1(s)以及副调节回路组成的主回路。 引入θ1负反馈而构成的副回路起到了稳定θ1的作 用,从而使过热汽温保持基本不变,因此可以认为副 回路起着粗调过热汽温θ2的作用。而过热汽温的 给定值,主要由主控制器(PI+混合模糊控制器)来 严格保持。只要θ2不等于给定值,主控制器就会不 断改变其输出信号σ2,并通过副调节器去不断改变 减温水流量,直到θ2恢复到等于给定值为止。可 见,主调节器的输出信号σ2相当于副调节器的可变 给定值。稳态时,过热汽温等于给定值,而导前汽温 θ1则不一定等于主调节器输出值σ2。 当扰动发生在副回路内,例如当减温水流量发 生自发性波动(可能是减温水压力或蒸汽压力改 变),由于有副回路的存在,而且导前区的惯性又很 小,副调节器将能及时动作,快速消除其自发性波 动,从而使过热汽温基本不变。当扰动发生在副回 路以外,引起过热汽温偏离给定值时,串级系统首先 由主调节器(PI+混合模糊控制器)迅速改变其输 出校正信号σ2,通过副调节回路去改变减温水流 量,使过热汽温恢复到给定值。由于主调节器(PI+ 混合模糊控制器)的惯性迟延小,故反应迅速。 因此在串级模糊蒸汽温度控制系统中,副回路 的任务是尽快消除减温水流量的自发性扰动和其他 进入副回路的各种扰动,对过热汽温的稳定起粗调 作用。主调节器的任务是保持过热汽温等于给定 值。系统在主控制器的设计上将模糊控制与常规的 PI调节器相结合,使控制系统既具有模糊控制响应 快、适应性强的优点,又具有PI控制精度高的特点。 2 模糊控制器的设计 模糊控制是一种基于规则的控制,在设计中不 需要建立被控对象的精确的数学模型。 2.1 模糊控制器的结构设计 该系统以过热蒸汽的实际温度T与设定值Td 之间的误差E=Td-T和误差变化DE作为输入语 言变量,系统控制值U为输出语言变量,构成一个 二维模糊控制器。其结构如图4所示。 Ku为模糊控制器比例因子,Ke,Kec为量化因子。 Ke:在输入量化等级确定之后,算法中改变误差 输入论域大小即改变了Ke的值,Ke增大,相当于缩 小误差的基本论域,起增大误差变量的控制作用。 若Ke选择较大,则上升时间变短,但会使系统产生 较大超调,从而过渡过程变长;Ke很小,则系统上升 较慢,快速性差。同时它还直接影响模糊控制系统 的稳态品质。 Kec:Kec选择较大时,超调量减小,但系统的响应 速度变慢,Kec对超调的抑制作用十分明显。但在 Ke,Kec和Ku中,系统对Kec的变化最不敏感,一般Kec 可调整范围较宽,其鲁棒性较好,给实际调试带来很 大方便。 Ku:比例因子Ku实质上是模糊控制器总的增益, 它的大小对系统输出的影响较大。Ku增大,系统超 调量随之增大,动态过程加快;反之,Ku减小,系统超 调量减小,动态过程变慢;Ku选择过大将会导致系统 震荡。由于Ku的敏感性,故可调范围较小。 模糊控制器可调参数Ke,Kec和Ku对系统性能 的影响各不相同,改变这3个参数可使控制器适用 于不同系统的性能要求。 2.2 模糊概念的确定及模糊化过程 对输入变量E进行模糊化,选择语言集为{负 大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZE),正小 (PS),正中(PM),正大(PB)},模糊论域选择如下 [-n,-n-1,…,-1,0,1,…, n-1, n],E的实际 变化范围为[-x,x],则量化因子为Ke=n /x。对偏 差变化率DE进行模糊化,选择合适的模糊论域和 偏差变化率范围,同理可以计算出相应的模糊量化 因子Kec,在这里为了方便起见,选择偏差e、偏差变 化率DE具有相同模糊论域。 对于输出量U,调节范围为[-R,R],语言集为 {负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZE),正小 (PS),正中(PM),正大(PB)},模糊论域选择为[- m,-m-1,…,-1,0,1,…,m-1,m ],输出比例 因子为Ku=R /m。 在设计过程中,选取各变量的模糊论域,E= {-3,-2,-1,0,1,2,3};DE={-3,-2,-1,0,1, 2,3};U={-3,-2,-1,0,1,2,3},输入量E,DE 及输出量U模糊集的隶属函数选择为三角形,如图 5所示。 2.3 模糊规则的确定 模糊决策一般都采用“选择从属度大”的规则, 在过热蒸汽温度调节过程中,当系统的偏差较大时, 系统的快速性为主要矛盾,系统的稳定性控制精度 却是次要的,这时应使系统快速减小偏差;而当系统 偏差较小时,则要求以保证系统的稳定性及控制精 度为主。因而模糊控制规律应遵循:过热汽温上升 速度快,汽温偏高,则汽温的控制量应向下浮动;过 热汽温下降速度快,汽温偏低,则汽温的控制量应向 上浮动。因此采用的模糊控制器的模糊控制规则具 有以下的形式: if {E=AiandDE=Bi}thenU=Ci, i=1, 2,...,n 其中Ai, Bi以及Ci分别为E, EC、和U的模糊子 集。控制规则的多少可视输入输出物理量数目及所 需的控制精度而定。由于模糊控制器采用两个输入 E, EC,每个输入分为7级共有49条规则。 按模糊数学推理法则选则表1所示控制规则。 2.4 逆模糊化过程 文中采用的模糊推理方式是常用的Mamdani 的Min-Max-COA法,即前项取小,多规则取大合 成结论,然后取重心得出非模糊化结论的算法。在 上述规则中,Ai,Bi, Ci分别为论域E,DE,U的模糊 子集,根据上述规则可推出模糊关系Ri=ExDE,这 里采用的最小运算规则,在按最大—最小合成(max -min composition)推理算法求得控制器输出的模糊 子集为U=(ExDE)·Ri,其中“·”为合成运算,非 模糊化后的结论即为输出U的修正值。逆模糊化 方法采用重心平均法(centroid of area)。 3 系统仿真 为了说明串级模糊控制系统在锅炉过热蒸汽温 度的控制上有更好的调节效果,分别搭建具有导前 微分信号控制系统和串级模糊控制系统的仿真框 图。在保持相同输入信号条件下设置两系统被控对 象为相同的参数,以利于比较。 考虑到在实际应用中,各种随机扰动的影响及 过程的复杂性,被控对象有着大惯性、纯滞后的特 性,设系统的主副被控对象的数学模型分别为: 两系统仿真方框图搭建分别如图6、图7所示; 过热汽温响应曲线分别如图8、图9所示。 从仿真曲线可以很清楚的看到:串级模糊控制 系统应用在锅炉过热蒸汽温度控制上能够获得比具 有导前微分信号控制系统更好的调节效果。具有导 前微分信号的控制系统仿真曲线有振荡,有超调,动 态过渡时间长,误差大。而串级模糊控制系统仿真 曲线基本无振荡,无超调,动态过渡时间短,误差小, 有较好的控制品质。 根据现场锅炉运行情况,为了能 更好地说明问题,在保持两个系统中 各调节器、控制器参数不变的情况下, 同时改变两个系统的被控对象的参 数。 W02=e-5s12s+1 观察仿真曲线,如图10、图11所 示。 由于被控对象在电厂中各种设备复杂的运行环 境下,一直处于波动状态,改变主被控对象参数后而 其他参数保持不变时,具有导前微分信号的控制系
森海淼淼
随着现代的科技的飞速发展，人们在享受着物质生活带来的快乐的同时，一些科技的负面影响也在迅速的侵蚀着我们赖以生存的家园——地球。不管是汽车的尾气、流入小河的工业废水，还是整夜开着的空调、一个个冒着浓浓黑烟的大烟囱，都会破坏我们的生存环境，使我们的家园不再美丽。 现在的人们几乎家家都有车，因为汽车可以让人们的出行更便捷、快速。但现在的事实真的是这样吗？因为车辆太多，而造成的道路拥堵每天都有，一个路口等五个红灯都过不去。而且汽车排放的尾气会严重破坏臭氧层，使空气不再清新。 有人曾做过一个实验，让公交车、自行车、出租车和私家车一起跑一段市里的路，结果是自行车最先到达，而私家车最后。既然骑自行车比开车更快捷，那我们为何不选择骑自行车出行呢？骑自行车不仅快捷，而且自行车不烧汽油，没有尾气排放，不会对大气层及我们的城市空气造成影响。我希望在不久的将来，在公路上看到的不再是拥挤不堪的车队，而是绿色的自行车在道路上飞驰。乘坐公共汽车、地铁等公共交通工具，或者步行、骑自行车……努力降低自己出行中的能耗和污染，这就是“绿色出行”。 copyright hbdoc.cn 我们应该提倡低碳生活，节水、节电、节气、节油，都可以让低碳生活变为现实。比如在夏天的时候，因为十分炎热，我们大多都要开空调，而且一开就是一整晚。这样做虽然很凉爽，但也浪费电。我们可以开一到两个小时的空调，剩下的时间如果热的话可以开风扇，这样就能节约50%的电。 另外，如果每月手洗一次衣服，那么每台洗衣机就可以节约用电，也就节约了发电的煤，同样也就减少的二氧化碳的排放，如果全国所有的家庭都能做到每月用手来洗一次衣服，减排的二氧化碳可以达到68.4万吨，这个数字是非常惊人的。同时洗衣机虽然好用，但是三两件衣服就用洗衣机来洗也会造成不必要的浪费。 我们小学生也要加入到提倡低碳的行列中来。我们要从身边做起，从一点一滴的小事做起。1.纸张的双面使用，节约用纸。 内容来自环保资料网
毛的惊喜
我国现在的大气污染十分严重，不仅危害到人们的正常生活，而且威胁着人们的身心健康。我们必须加强重视，造成我国大气污染的主要有这些： （1）、环境意识薄弱.对可持续发展战略认识不足。大气环境是人类赖以生存的可贵资源，大气环境资源的破坏是一种不可逆的过程，恢复良好的大气环境质量要比采取措施从根本上防治大气污染付出更多的经济代价。但这种观念长期以来并没有被一些部门和一些地区充分的理解和认识。他们只考虑近期的、局部的经济发展需要，在制订一些综合的经济政策、产业政策以及城市建设发展规划中缺乏对保护大气环境的考虑，往往以牺牲环境为代价换取经济的快速发展，形成了盲目扩大生产规模、乱铺摊子、重复建设、技术装备水平低、能源资源浪费大、乡镇企业无序发展、劣质煤炭流通失控等状况。因此说缺乏对环境保护考虑的地方政策的出台，本身就是造成加重大气污染的诱因，所造成环境危害和损失是难以挽回的。 （2）、能源、利用不合理，能源浪费严重。能源的不合理利用以及能源的严重浪费是造成我国大气污染严重的原因之一，据资料显示，主要表现如下：A：在我国一次能源消费结构中，煤炭占75%，而用于发电的煤量仅占总煤量的35%，其它煤炭则用于工业及民用燃烧，有84%的煤炭直接燃烧，这种煤炭消费构成是很不合理的。B：我国煤炭生产过分注重产量的增加，对控制高硫煤的问题重视不够，主要表现在煤炭的洗选率低和高硫煤地区的煤炭产量增长过快。同时，由于洗煤厂建设资金的限制、洗煤价格的不合理以及受铁路运力和流向的制约，洗，煤的能力的增长落后于原煤生产量增长，原有洗选厂生产能力不能充分发挥出来。目前，我国煤炭入洗率为22%，发达国家一般多在60%~80%。动力煤洗选厂的洗选设备利用率仅为69%。C：各类燃烧设备技术及制造水平较低，能源利用率不高，使用能耗高排污量大和超期服役的燃烧设备的现象相当普遍。全国工业锅炉50万台，平均热效率仅有60%左右；工业窑炉平均热效率约为40%；城镇居民生活燃煤热效率平均仅为22%左右。D：乡镇工业发展迅速，大多数企业采用的生产技术、工艺比较落后，生产设备简陋，资源能源利用率极低，所造成的大气污染是惊人的。 （3）、大气污染防治的资金投入不足。目前，全国污染治理和用于污染防治有关的城市基础设施建设投资，只占国民生产总值的0.7%，这与我国环境污染严重、历史欠账太多和经济快速发展对环保投资的需求相比，严重不足。1：我国工业发展的起点低，基础工业整体水平提高较慢，技术改造难度大，污染欠账多。工业技术和装备许多是50~60年代水平的，资源、能源消耗高。但由于工业的整体改造受到资金的限制，迟迟不能进行整体改造和市的污染治理，相当一批技术装备落后的工业企业长期在生产中排放大量的污染物，造成严重污染。2：国家在推行清洁煤炭政策、改善能源结构的措施如煤炭洗选加工、型煤、燃煤脱硫、使用清洁能源等方面的投资力度太弱，远远不能满足需要。3：城市集中供热、燃气等基础建设工程是解决城市大气环境污染的主要措施。但不少地区仍然发展缓慢，关键还是资金投入不到位的问题。有些城市建完了热电厂，却缺少资金建设供热管网，分散热源仍然存在，不但没有减少污染，反而增加了排放量。4：排污收费标准太低，使得污染企业宁可交排污费，而不愿意花钱治理。例如，“两省九市”的二氧化硫收费标准过低，一般都在每公斤二氧化硫0.20元以内，远远低于每公斤1元左右的脱硫成本，并不能促使企业投资用于二氧化硫治理。造成目前，两省九市试点地区所建的脱硫设施很少。 （4）、执法不严，监督管理力度不够。尽管我国大气污染防治法规标准建设取得很大进展，但有法不依，执法不严，违法不究的现象仍然十分严重。1：一些地方政府干预环保部门执法，批准建设短期经济效益好但能源资源消耗量大、对大气污染严重的工业项目；不执行国家“先评价，后建设”的规定，出现了一些新的不合理布局和污染超标的建设项目；对大气污染防治措施的投资经常留有缺口或将资金挪作他用。2：地方电厂、地方水泥厂和乡镇企业执法不严，超标现象比较普遍。3：由于各地监测机构受到经费的限制，不能普遍开展对污染源的经常性监督监测，从而削弱了环保部门对污染源的日常监督管理。环保设施操作管理比较差，实际运行率低。许多项目尽管开工验收时可达标，但实际运行中却超标排放。据估算，全国目前工业锅炉烟尘排放超标率平均为30%，工业窑炉平均为50%，地方水泥行业的粉尘排放超标率为40%。4：机动车污染防治起步晚，排气监督管理机制还未真正建立，各监督执法部门职责不清、监督不力，尤其对汽车制造、销售、使用、报废全过程污染监督管理还很薄弱，机动车排气污染监督监测还未纳入国家大气环境质量和污染源的常规监测体系中，从而缺乏对机动车排气污染的有效监督。 （5）、缺乏实用的治理技术。我国在大气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面，虽然做了不少工作，但与大气污染控制的需求差距还较大，资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发达国家。比较薄弱的领域是洁净煤技术；冶金、化工、建材等行业的工业窑炉和生产设施排放污染的治理技术；机动车机内净化技术等。实用技术的缺乏直接影响了大气污染治理的进程和效果。 现在要改善大气污染继续加剧，对于政府要做好相应的措施，对于我们普通的公民来说，应该保护好每一个环境的卫生，废气的排放等等，减少对空气的污染。让我们携手共创美好的明天。
1.自己为什么选择这个课题？2.研究这个课题的意义和目的是什么？3.全文的基本框架、基本结构是如何安排的？4.全文的各部分之间逻辑关系如何？5.在研究本课题的过
绿萝丝藤 4人参与回答 2023-12-11 写毕业论文用的吧,这要看你的专业方向了,偏向设计的话,不妨搜集一些国内外新型锅炉发展方向和现状的资料,加上自己的想法就是一篇很不错的论文,比如时下新兴的CFB锅
A田欣团队 3人参与回答 2023-12-08 1.自己为什么选择这个课题？2.研究这个课题的意义和目的是什么？3.全文的基本框架、基本结构是如何安排的？4.全文的各部分之间逻辑关系如何？5.在研究本课题的过
汀汀20082008 4人参与回答 2023-12-09 燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策 1 总则 1．1 我国目前燃煤二氧化硫排放量占二氧化硫排放总量的90％ 以上，为推动能源合理利用、 经济结构调整和产业升级，控
易叉叉叨叨 3人参与回答 2023-12-07 轮机工程技术论文范文篇二 燃气轮机在热电联产工程中的应用状况分析 摘要： 燃气轮机是21世纪乃至更长时间内能源高效转换与洁净
奥利奥baby 1人参与回答 2023-12-08 