热能与动力工程毕业设计开题报告

600MW机组汽包锅炉水位控制系统设计与仿真一、选题背景和意义随着工业生产在规模扩大的同时,不断创新的生产设备,锅炉作为整个电厂的热源和动力,也向着大容量、高参数、高效率的不断发展扩大。目前,我国现有的工业锅炉几十万台,然而,由于技术落后,设备陈旧,低工作层次,锅炉工业炉和工业炉奋目前普遍存在热效率低,能耗高的问题。面对能源短缺的危机,釆用计算机控制锅炉和工业炉密是一个重要的节能措施,实践证明,采用计算机控制炉可以节省5~10%的能量。火电厂锅炉以其大容量,参数(压力,温度)一般高于工业锅炉,在火电厂作为关键的动力设备,锅炉技术的进步对电力生产的发展有直接影响。同时,为了确保安全,稳定生产,锅炉设备的控制系统变得越来越重要。可见,加快工业锅炉的技术改造,迅速增加其自动化控制水平是一项紧迫的任务。其中,7_K位、压力、温度为锅炉运行质量好坏的重要指标。水位过高,冲击分离器,以产生蒸汽带水的现象,水位太低,汽水循环系统受到影响,造成的局部过热致使金属管爆裂。因此,必须严格控制水位在规定范围内,确保该设备的正常运行。将水位、温度、压力控制在规定范围内刻不容缓。汽包水位是保证锅炉正常、安全运行的重要指标,水位过高产生蒸汽带水现象,水位过低则，影响汽水循环系统,致使高压金属管局部过热爆裂。采用自动控制系统将汽包水位保持在规定范围之内,保证其它各工作部件的正运行。本文主要结合现场工作条件下介绍汽包锅炉水位控制系统软硬件的工作过程,同时简单介绍6600MW超临界机组汽包锅炉水位控制系统设计与仿真。二、国内研究现状作为火电厂行业发电设备之一,锅炉是一个多输入,多输出,多回路,非线性的相互关联的生产设备,输入和输出参数也相互交叉影响。锅炉控制系统调节对象较复杂,调节参数、被调节参数和错综复杂的扰动参数较多,因此必须依靠自动化装置的协调操作来代替人工操作,使气温气压保持在规定范围之内,蒸汽量可适应汽轮机工作所用的产量相适应;控制给水量使得汽包水位保持在正常水位运行从而保证合格的蒸汽品质;锅炉工作过程中应稳定经济的燃烧,减小热量损失提高锅炉效率;自动控制系统应同时满足及时且准确的对锅炉工作系统进行自动调整。目前生产现场中均根据具体的生产要求和特点,在单回路的基础上考虑多变量的回路并加以修正。汽包锅炉水位的自动调节控制系统的作用即为将锅炉这样一个设备、参数较复杂的控制对象可以安全、可靠和经济的运行。随着电子计算机技术在锅炉自动控制系统中的广泛应用,现代以煤为燃料的大容量高参数再热锅炉的劳动条件、工作环境均得到一定程度的改善,其安全性和经济性也得到进一步的提髙。目前火电厂所使用600MW机组汽包锅炉水位控制理论如下:1.基于模糊PID控制的控制系统釆用模糊PID控制系统主要根据PID控制器的三个参数与偏差e和偏差的变化之间的模糊关系,在运行时不断检测e和偏差的变化,通过事先确定的关系,利用模糊推理的方法,在线修改PID控制器的三个参数,让PID参数可自整定。此控制系统原理简单、使用方便,而且具有更大的灵活性、适应性,控制精度也更高。2.基于集散控制的控制系统集散控制系统(DCS),被称为分布式控制系统,相对于集中控制系统的一个新的计算机控制系统而言,它是基于集中控制系统演变发展而来的。在系统的功能方面,DCS和集中控制系统之间的区别不大,但实现方法是完全不同,该系统由工程师站,操作员站,现场控制器,通信网络和其他组件组合而成。目前使用较为广泛的是由浙大中控研制开发的JX—300DCS集散控制系统,在该系统控制下,可以使汽包水位误差小于士10mm,蒸汽压力误差小于士0.05mPa,排放废气中含氧量从2.5VOL%±l%下降至1.5VOL%±0.4%,系统运行稳定、无振荡、蒸汽耗热量大大降低,可提高动态控制品质,改善劳动环境,经济效益较高。3.基于神经网络的控制系统现代科技应用中,科学家将神经网络控制系统也应用与锅炉控制系统中,起到了非常好的作用。神经网络控制具有很强的能力来逼近非线性函数,即非线性映射能力,该控制系统釆取这一独特优势,实现更好的控制能力。能够输入ziJ出信息进行分析的神经网络系统,通过釆集、归纳、“自我学习”等功能,产生相应的隶属函数和模糊规则对控制系统的要求进