Корреляционно-экстремальная система управления котлами на основе текущих оценок КПД : в металлургическом производстве

• Автор: Кинаш, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 244 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Анализ проблем и задач регулирования режимов котельных

агрегатов по критерию тепловой экономичности.

1.1 Анализ задач повышения эффективности топочных процессов

энергетических котлов металлургического производства.

1.2 Обзор технических решений по рассматриваемой проблеме

1.3 Патентные исследования.

1.4. Постановка цели и задач исследования.

Глава 2. Структура и функциональные алгоритмы корреляционноэкстремальной системы управления режимами энергетических котлов 1

2.1 Общая структура электрической станции

2.2 Барабанный паровой котел как объект управления.
2.3 Регулирование нагрузки котла.
2.4 Регулирование группы котлов с общим паропроводом.
2.5 Регулирование экономичности процессов горения для блока
котлов.
2.6 Многосвязная система управления блоком котлов
2.7 Адаптивная система регулирования подачи воздуха по критерию
максимума КПД процессов горения
2.8 Методика текущей оценки КПД топочных процессов.
Выводы к главе 2.
Глава 3. Динамическая модель теплоэнергетической системы электрической станции
3.1 Гидродинамическая модель парового коллектора.
3.2 Гидродинамическая модель котла.
3.3 Модель топочных процессов
3.4 Схема подачи топливных газов и воздуха.
3.5 Расчет выхода по кислороду.
3.6 Идентификация регулировочных характеристик котла.
3.7 Модель системы управления парового котла.
Выводы к главе 3.
Глава 4. Устройство и работа корректирующего регулятора.
4.1 Устройство корректирующего регулятора
4.2 Органы индикации и управления
4.3 Функциональная схема.
4.4 Характеристики и параметры настройки алгомодулей.
4.5 Характеристики и параметры настройки интегрированных
дискретных входоввыходов
4.6 Характеристики и параметры настройки аналоговых входов
4.7 Режимы регулирования.
Выводы к главе 4.
Глава 5. Результаты отработки опытного образца корректирующего
регулятора.
5.1 Настройка системы автоматического регулирования на модели.
5.2 Результаты экспериментальных исследований.
Выводы к главе 5
Общие выводы
Список используемых источников


В работах [, ] авторы предлагают максимизировать коэффициент полезного действия котла, максимизируя тепловосприягие топки О. Тепловосприятие О вычисляется с помощью математической модели парового котла, в которую вводятся все измеряемые возмущающие воздействия, действующие на котел, кроме измеряемого воздействия по расходу топлива. На время измерения (- сек) регулятор топлива отключается. Кроме того, большое количество датчиков, входящих в данную систему, увеличивает систематическую погрешность, вызываемую каналами измерений. В работе [] в качестве сигнала, максимизирующего КПД котла, выбрана величина ЭДС, которая возникает на двух параллельных токопроводящих стержнях, помещенных в пламя. Авторы утверждают, что величина ЭДС зависит от избытка воздуха и нагрузки парового котла, а, следовательно, может характеризовать процесс горения в топке котла. В работе [] предлагается заменить ЭДС пламени на измерение пульсации его электропроводности и дополнительно измерять пульсацию давления и температуры пламени. В качестве управляющего предлагается осредненный сигнал по средне неинтегралыюй частоте. Недостаток этих схем заключается в их сложности и невысокой надежности. Кроме того, измерительные датчики находятся в непосредственном контакте с пламенем топки, что приведет к их быстрому выходу из строя. В [] предлагается измерять физические свойства пламени бесконтактным методом. Управляющий сигнал формируется но модулю частоты пульсаций температуры пламени, измеряемых фотоэлектрическим пирометром, в диапазоне частот 0-6 Гц. В схеме управления, предлагаемой в [], изменение расхода воздуха происходит по результатам сравнения приращения двух сигналов по дисперсии пульсации факела, полученных в различных точках топочного пространства. Все схемы регулирования процесса горения с коррекцией по сигналам топочного пространства, улучшают как статические, так и динамические характеристики схем регулирования экономичности процесса горения, за счет применения малоинерционных измерительных устройств. Однако сложность этих схем, недостаточная представительность сигналов, определяющих оптимальный процесс сжигания топлива, существенно ограничивают область их применения. Для оптимизации процесса горения в [] предлагается использовать сигнал по температуре пылевоздушной смеси. Сигнал / показывает, какое количество топлива попадает в топку по данному пылепроводу. Экспериментальные исследования показали, что статическая характеристика г =/(а) имеет экстремум - максимум, совпадающий но а с максимумом КПД котла. К основным недостаткам данного сигнала относятся низкая чувствительность к изменению теплотворной способности топлива, большая инерционность в измерениях, связанная с установкой термоприемников. С целью повышения точности и экономичности процесса горения в работе [] предлагается использовать автоматическую систему регулирования, содержащую датчик положения шибера, присадки низкотемпературного агента, блок задержки сигнала, узел сравнения, задатчики и элемент «И», причем узел сравнения соединен входами с датчиками температуры воздуха и задатчиками, а выходом с элементом «И», второй вход которого соединен с датчиком положения ИМ шибера присадки низкотемпературного агента через блок задержки сигнала, а выход-с исполнительным механизмом изменения производительности мелющего вентилятора. На рис. Система работает следующим образом. При изменении-нагрузки энергоблока изменяется температура аэросмеси за мельницей -вентилятором. Сигнал этого изменения от датчика (2) через измерительный блок (3) поступает на регулятор (1), осуществляющий перемещение исполнительного механизма (4) шибера (5) присадки дымовых газов. Если при этом температура аэросмеси достигла одного из предельных значений, т. И» (9), и исполнительный элемент шибера присадки дымовых газов при этом находится в заданном положении, то спустя время задержки, определяемое блоком (), срабатывает узел (), осуществляющий перемещение исполнительного механизма () регулирующего органа (). Величина перемещения определяется для конкретной пылесистемы после проведения технологических испытаний.