鍋爐燃燒動(dòng)態(tài)建模及多目標(biāo)預(yù)測控制方法研究.pdf

1、隨著對改善大氣環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重視，火電生產(chǎn)企業(yè)一方面需要提高機(jī)組運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)成本，另一方面需要設(shè)法解決如何降低火電機(jī)組的污染物排放的問題，以滿足越來越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，對鍋爐進(jìn)行燃燒優(yōu)化以達(dá)到節(jié)能減排的目的具有重要的現(xiàn)實(shí)意義與工程應(yīng)用價(jià)值。本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　1.建立爐膛一維動(dòng)態(tài)模型。通過將鍋爐爐膛沿高度方向進(jìn)行分層，并采用集總參數(shù)法分別描述各層內(nèi)的流動(dòng)、傳熱過程、煤粉燃燒和NOx生成過程。借助Mod

2、elica語言，在Dymola仿真平臺上實(shí)現(xiàn)了建立鍋爐爐膛一維燃燒模型，該模型能夠描述煤粉量、各層風(fēng)量與爐膛內(nèi)各層溫度、NOx濃度的動(dòng)態(tài)關(guān)系，得到靜穩(wěn)態(tài)時(shí)爐膛一維溫度分布和NOx分布。通過仿真實(shí)驗(yàn)研究了鍋爐爐膛一維燃燒模型的動(dòng)態(tài)特性，為燃燒優(yōu)化策略的研究打下基礎(chǔ)。
　　2.采用子空間辨識方法，分別建立了100％、80％、60％負(fù)荷工況下的鍋爐爐膛一維燃燒狀態(tài)空間模型。該模型相比于傳統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型能夠更方便地描述多變量系統(tǒng)，而且更

3、有利于先進(jìn)優(yōu)化控制算法的設(shè)計(jì)。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證子空間辨識方法對鍋爐爐膛燃燒對象的建模效果。
　　3.將多目標(biāo)預(yù)測控制算法與多模型控制策略、擾動(dòng)觀測器相結(jié)合，建立了鍋爐爐膛燃燒優(yōu)化系統(tǒng)。鍋爐爐膛燃燒優(yōu)化以效率和NOx濃度為目標(biāo)量，用多目標(biāo)預(yù)測控制算法解決多目標(biāo)優(yōu)化問題，采用多模型控制策略解決大范圍變工況導(dǎo)致的非線性問題，并引入擾動(dòng)觀測器抑制煤種變化帶來了影響，通過仿真試驗(yàn)研究基于MOMPC的鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)在變負(fù)荷、變煤質(zhì)情況下的優(yōu)