循環(huán)流化床鍋爐DCS系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、流化床燃燒技術(shù)是目前商業(yè)化程度最好的清潔煤燃燒技術(shù)之一，它具有安全、高效和清潔的特點(diǎn)。循環(huán)流化床鍋爐（CirculatingFluidizedBedBoiler，CFBB）是一種采用流化床燃燒技術(shù)的鍋爐，具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、脫硫成本低、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大等突出優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。尤其是，在世界各國大力提倡節(jié)能減排的當(dāng)今，循環(huán)流化床鍋爐具有更加廣闊的應(yīng)用前景。然而，循環(huán)流化床鍋爐的自動化水平還比較低，對其的自動

2、控制已經(jīng)成為影響循環(huán)流化床鍋爐商業(yè)化應(yīng)用的瓶頸之一。本文針對CFBB控制中的一些關(guān)鍵問題，開展了集散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem，DCS)的研究與應(yīng)用，提升了循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能功效，也對提高CFBB的自動化水平做了有益的嘗試。
　　循環(huán)流化床鍋爐（CFBB）是一個多輸入、多輸出、時變、多工況、大滯后、非線性和多變量緊密耦合的復(fù)雜控制對象。一般的控制策略是根據(jù)工藝特性和耦合程度將其分解為幾個獨(dú)立的控制

3、子系統(tǒng)，再分別設(shè)計(jì)各個子系統(tǒng)的控制回路。其中，燃燒系統(tǒng)的大滯后和非線性特征最為明顯，耦合程度最高，且是影響節(jié)能減排效果的關(guān)鍵子系統(tǒng)，是控制的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
　　針對以上特點(diǎn)和難點(diǎn)，本課題主要從解耦控制算法和先進(jìn)過程控制系統(tǒng)兩方面進(jìn)行了理論研究。首先，在分析了CFBB的控制特性的基礎(chǔ)上，深入研究了耦合的特點(diǎn)及減少和消除耦合的方法，提出了一種間接模糊解耦協(xié)調(diào)控制算法。在具體的設(shè)計(jì)中，燃燒控制系統(tǒng)采用了這一方法，取得了較好的控制效果，節(jié)能

4、減排功效明顯提升。其次，分析了當(dāng)前過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢，選擇了技術(shù)先進(jìn)和成熟，并且符合CFBB應(yīng)用要求的DCS。以DCS為控制平臺，研究和設(shè)計(jì)了詳細(xì)的控制策略，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的控制回路和操作畫面。
　　本文以重慶南川先鋒氧化鋁有限公司三期擴(kuò)建工程熱電車間DCS項(xiàng)目為依托。選用美國霍尼韋爾（Honeywell）公司的PlantScapeVista/HC900控制器，結(jié)合控制組態(tài)軟件HCDesigner組態(tài)工具，組成一套完整的集散