基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)控制的電廠加藥系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來隨著火電廠機(jī)組參數(shù)和容量不斷提高，對(duì)水汽質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格。由于高參數(shù)機(jī)組的設(shè)備材料對(duì)水汽運(yùn)行工況比低參數(shù)機(jī)組敏感得多，化學(xué)水質(zhì)量稍有降低，就可能造成熱力設(shè)備的腐蝕、結(jié)垢和積鹽等危害，影響鍋爐及汽輪機(jī)的發(fā)電效率，不利于電廠的安全生產(chǎn)。
　　 電廠加藥系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)控制約劑的流量來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)鍋爐水質(zhì)的目的，保障鍋爐水汽質(zhì)量，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和很高的經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)加藥系統(tǒng)按照加藥類型可以分為加氨系統(tǒng)、加聯(lián)氨系統(tǒng)和加磷酸鹽系統(tǒng)。

2、加氨系統(tǒng)提高水質(zhì)的pH值，防止酸性腐蝕；加聯(lián)氨系統(tǒng)除去水中的溶解氧，減少鐵銹并防止氧化；加磷酸鹽系統(tǒng)除去水鈣鎂離子，防止結(jié)垢和堿性腐蝕，對(duì)爐水有緩沖作用。本文重點(diǎn)研究鍋爐水加藥系統(tǒng)中的pH值控制。
　　 本文通過化工過程分析，將鍋爐水加藥系統(tǒng)分成兩個(gè)子系統(tǒng)，復(fù)合離子比值控制系統(tǒng)和pH值串級(jí)控制系統(tǒng)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多輸入多輸出變量解耦。根據(jù)物料平衡和電荷平衡原理建立鍋爐水pH值的過程機(jī)理模型，并針對(duì)系統(tǒng)中存在的對(duì)象模型非線

3、性的問題，采用多模型分段線性化的方法將非線性微分方程模型轉(zhuǎn)換為異工作區(qū)間的多個(gè)線性模型。由于電廠加藥的化工過程中存在較大的時(shí)間滯后，在原有串級(jí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)零極點(diǎn)配置理論設(shè)計(jì)改進(jìn)的Smith預(yù)估補(bǔ)償串級(jí)控制系統(tǒng)，并運(yùn)用1TAE準(zhǔn)則整定系統(tǒng)參數(shù)，提高系統(tǒng)的控制性能。
　　 改進(jìn)的Smith預(yù)估控制系統(tǒng)使用多個(gè)分段線性模型，需要根據(jù)過程模型來設(shè)計(jì)預(yù)估補(bǔ)償器。當(dāng)對(duì)象工作區(qū)間變化時(shí)，模型切換會(huì)產(chǎn)生切換擾動(dòng)；當(dāng)對(duì)象失配時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生振

4、蕩；當(dāng)外部干擾發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)。與經(jīng)典控制系統(tǒng)相比，通過鍋爐水pH值的非線性微分模型訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠更好地逼近對(duì)象模型的非線性和時(shí)變特性，并有一定的自適應(yīng)能力；預(yù)測(cè)控制根據(jù)過去的輸入輸出以及未來時(shí)刻的輸入經(jīng)過動(dòng)態(tài)模型計(jì)算預(yù)測(cè)未來的輸出，能夠較好地處理滯后問題。
　　 仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)的鍋爐水pH值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)控制器與改進(jìn)的Smith預(yù)估系統(tǒng)相比，調(diào)節(jié)時(shí)間短，超調(diào)量小，魯棒性強(qiáng)，有利于提高鍋爐水pH值的控制精度。