熱能與動力工程畢業(yè)設計開題報告

600MW機組汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)設計與仿真一、選題背景和意義隨著工業(yè)生產在規(guī)模擴大的同時,不斷創(chuàng)新的生產設備,鍋爐作為整個電廠的熱源和動力,也向著大容量、高參數、高效率的不斷發(fā)展擴大。目前,我國現有的工業(yè)鍋爐幾十萬臺,然而,由于技術落后,設備陳舊,低工作層次,鍋爐工業(yè)爐和工業(yè)爐奮目前普遍存在熱效率低,能耗高的問題。面對能源短缺的危機,釆用計算機控制鍋爐和工業(yè)爐密是一個重要的節(jié)能措施,實踐證明,采用計算機控制爐可以節(jié)省5~10%的能量。火電廠鍋爐以其大容量,參數(壓力,溫度)一般高于工業(yè)鍋爐,在火電廠作為關鍵的動力設備,鍋爐技術的進步對電力生產的發(fā)展有直接影響。同時,為了確保安全,穩(wěn)定生產,鍋爐設備的控制系統(tǒng)變得越來越重要?？梢?加快工業(yè)鍋爐的技術改造,迅速增加其自動化控制水平是一項緊迫的任務。其中,7_K位、壓力、溫度為鍋爐運行質量好壞的重要指標。水位過高,沖擊分離器,以產生蒸汽帶水的現象,水位太低,汽水循環(huán)系統(tǒng)受到影響,造成的局部過熱致使金屬管爆裂。因此,必須嚴格控制水位在規(guī)定范圍內,確保該設備的正常運行。將水位、溫度、壓力控制在規(guī)定范圍內刻不容緩。汽包水位是保證鍋爐正常、安全運行的重要指標,水位過高產生蒸汽帶水現象,水位過低則，影響汽水循環(huán)系統(tǒng),致使高壓金屬管局部過熱爆裂。采用自動控制系統(tǒng)將汽包水位保持在規(guī)定范圍之內,保證其它各工作部件的正運行。本文主要結合現場工作條件下介紹汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)軟硬件的工作過程,同時簡單介紹6600MW超臨界機組汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)設計與仿真。二、國內研究現狀作為火電廠行業(yè)發(fā)電設備之一,鍋爐是一個多輸入,多輸出,多回路,非線性的相互關聯的生產設備,輸入和輸出參數也相互交叉影響。鍋爐控制系統(tǒng)調節(jié)對象較復雜,調節(jié)參數、被調節(jié)參數和錯綜復雜的擾動參數較多,因此必須依靠自動化裝置的協(xié)調操作來代替人工操作,使氣溫氣壓保持在規(guī)定范圍之內,蒸汽量可適應汽輪機工作所用的產量相適應;控制給水量使得汽包水位保持在正常水位運行從而保證合格的蒸汽品質;鍋爐工作過程中應穩(wěn)定經濟的燃燒,減小熱量損失提高鍋爐效率;自動控制系統(tǒng)應同時滿足及時且準確的對鍋爐工作系統(tǒng)進行自動調整。目前生產現場中均根據具體的生產要求和特點,在單回路的基礎上考慮多變量的回路并加以修正。汽包鍋爐水位的自動調節(jié)控制系統(tǒng)的作用即為將鍋爐這樣一個設備、參數較復雜的控制對象可以安全、可靠和經濟的運行。隨著電子計算機技術在鍋爐自動控制系統(tǒng)中的廣泛應用,現代以煤為燃料的大容量高參數再熱鍋爐的勞動條件、工作環(huán)境均得到一定程度的改善,其安全性和經濟性也得到進一步的提髙。目前火電廠所使用600MW機組汽包鍋爐水位控制理論如下:1.基于模糊PID控制的控制系統(tǒng)釆用模糊PID控制系統(tǒng)主要根據PID控制器的三個參數與偏差e和偏差的變化之間的模糊關系,在運行時不斷檢測e和偏差的變化,通過事先確定的關系,利用模糊推理的方法,在線修改PID控制器的三個參數,讓PID參數可自整定。此控制系統(tǒng)原理簡單、使用方便,而且具有更大的靈活性、適應性,控制精度也更高。2.基于集散控制的控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)(DCS),被稱為分布式控制系統(tǒng),相對于集中控制系統(tǒng)的一個新的計算機控制系統(tǒng)而言,它是基于集中控制系統(tǒng)演變發(fā)展而來的。在系統(tǒng)的功能方面,DCS和集中控制系統(tǒng)之間的區(qū)別不大,但實現方法是完全不同,該系統(tǒng)由工程師站,操作員站,現場控制器,通信網絡和其他組件組合而成。目前使用較為廣泛的是由浙大中控研制開發(fā)的JX—300DCS集散控制系統(tǒng),在該系統(tǒng)控制下,可以使汽包水位誤差小于士10mm,蒸汽壓力誤差小于士0.05mPa,排放廢氣中含氧量從2.5VOL%±l%下降至1.5VOL%±0.4%,系統(tǒng)運行穩(wěn)定、無振蕩、蒸汽耗熱量大大降低,可提高動態(tài)控制品質,改善勞動環(huán)境,經濟效益較高。3.基于神經網絡的控制系統(tǒng)現代科技應用中,科學家將神經網絡控制系統(tǒng)也應用與鍋爐控制系統(tǒng)中,起到了非常好的作用。神經網絡控制具有很強的能力來逼近非線性函數,即非線性映射能力,該控制系統(tǒng)釆取這一獨特優(yōu)勢,實現更好的控制能力。能夠輸入ziJ出信息進行分析的神經網絡系統(tǒng),通過釆集、歸納、“自我學習”等功能,產生相應的隸屬函數和模糊規(guī)則對控制系統(tǒng)的要求進