大型循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)特性與建模研究.pdf

1、循環(huán)流化床燃煤技術由于爐內直接脫硫和可燃用劣質煤種的獨特優(yōu)勢,是我國發(fā)展清潔煤燃燒技術的重點,其燃燒系統(tǒng)的建模和自動控制問題比較困難,這兩個問題也一直是學界研究的熱點。循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)的數(shù)值模擬和機理建模涉及到對氣固兩相流方式下燃燒過程的理解和描述,已有的機理模型都十分復雜,不適合用于現(xiàn)場控制系統(tǒng)設計和優(yōu)化。為了提高大型循環(huán)流化床鍋爐的控制水平,了解其燃燒系統(tǒng)的熱工特性并建立適用于控制器設計的模型是第一步的工作。本文針對我國大型循

2、環(huán)流化床鍋爐的重要爐型,圍繞其燃燒系統(tǒng)的特性和建模問題,以實用化為目標,從兩個方向展開工作:
　　 (1)研究基于機組運行歷史數(shù)據(jù)的實用化工業(yè)過程建模方式。
　　 建模理論和系統(tǒng)辨識技術發(fā)展到今天,已經(jīng)形成一個完整的體系,新理論和新技術種類繁多,但實際工業(yè)應用中卻處境尷尬。本文通過對最小二乘辨識理論的分析,指出了其工業(yè)應用上的不足,從系統(tǒng)可辨識性條件的物理意義來源上強調了2n階持續(xù)激勵條件僅僅在最小二乘法辨識范圍內必要性

3、成立,另外介紹了系統(tǒng)采用傳遞函數(shù)模型表達時的漸進黑箱理論,從而從理論上完整說明了利用歷史運行數(shù)據(jù)的智能計算建模方法的有效性。針對大慣性對象的結構辨識難題,提出了利用互相關函數(shù)分析與智能尋優(yōu)相結合的辨識方法,針對多變量問題提出了迭代法辨識方法,研究了建模過程的全部工程問題,給出了數(shù)據(jù)選取經(jīng)驗和去直流化處理方法,推導了利用離散相似法進行模型計算的公式,從而有效解決了建模問題的輸出量回勾問題,并開發(fā)了實用性的辨識軟件包。
　　 (2)

4、研究引進型ALSTOM大型CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)的特性和建模。
　　 該型式鍋爐占據(jù)我國300MW等級循環(huán)流化床鍋爐最重要的市場份額,其鍋爐特點是褲衩腿結構和外置床設計,前者是為了解決CFB鍋爐大型化中二次風穿透問題,后者是為了對付CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)的強耦合性問題,這兩個技術都代表著CFB鍋爐大型化的重要特征,但同時也帶來了燃燒系統(tǒng)大慣性和床壓不平衡難題。
　　 本文首先從理論上分析燃燒系統(tǒng)和床壓系統(tǒng)的熱工特性,以及褲衩腿型