MATLAB循环流化床控制系统的仿真设计(6)
图2.3 主蒸汽温度控制框图
2.4流化床温、负荷控制
由于循环流化床燃烧过程非常复杂，燃烧过程受多种因素影响，如，大滞后时间、非线性和强耦合等不利因素的影响，在调节床温时，一次风量的变化会影响燃烧系统的控制，引起汽包压力的变化；反之，调节汽包压力时，一次风量的变化也会影响床温的波动。因而，这两个系统间存在严重耦合。仅采用常规 PID已经无法满足控制要求，所以燃烧控制是整个流化床锅炉控制的关键。由于循环流化床燃烧系统是多变量耦合系统，并且时间滞后大、非线性强，难以从机理及实验上建立对象数学模型。针对这样情况，采用了在工业过程控制中，已经获得良好控制效果的模糊智能控制。对于反映负荷的汽包压力控制以及反映炉内工况的床温控制都要涉及到给煤量、一次风量、二次风量及返料量的调整，同时考虑非线性及滞后的影响，我采用了智能模糊控制方法来解决床温和汽包压力的控制问题。将床温、床温变化量、炉膛出口温度、炉膛出口温度变化量、汽包压力、汽包压力等过程变量以及给煤量、一次风量、二次风量、返料量等操作变量，进行模糊化，建立模糊推理规则，在控制过程中，经过模糊化、模糊推理、去模糊过程，可确定给煤量、一次风量、二次风量、返料量等操作变量。控制框图如图2.4所示。
图2.4 燃烧系统控制框图
这里采用了比例耦合控制方法解决这两个调节系统的关联问题，需要通过实际操作摸索出合适的配比系数。由于对流化床操作的温度控制要求较高（防止结焦或熄火），因此对床温控制的权重要高于对主蒸汽压力控制的权重。 另外，循环流化床的特点是污染排放率低，一般NOx排放低于200ppm，好的可低于80ppm；在Ca/S=2.0以下时，脱硫效率大于90%，这就对一次风量和二次风量的配比有一定要求，借助比例耦合控制也可实现相应的控制目标。
2.5炉膛压力控制
当稳定燃烧时，炉膛应文持一定的负压，此时，送风量与引风量应文持平衡。当送风量改变时，炉膛负压产生偏离，用改变引风量以使炉膛负压恢复正常。但是，在送风量改变时，只有在炉膛负压产生偏离以后，才能调节引风调节器去改变。这样，引风量改变落后于送风量，必然造成炉膛负压的较大变化，因此，用送风调节器的输出作为引风调节器的前馈信号，以校正这一问题，使的引风和送风动作协调。
同时，由于锅炉烟道惯性很小，被调量的反应非常灵敏，因此简单的单回路控制不能保证控制品质。同时考虑到炉膛压力主要是由引风量和送风量间的平衡关系决定的，采用前馈控制方法可以有效地改善控制效果，将送风量作为前馈量引入炉膛压力调节回路，与炉膛压力调节器一同调节引风机作用，如图2.5 从而实现控制炉膛压力的目的。
图2.5 炉膛负压控制框图
2.6 汽包液位控制
汽包水位是反映锅炉蒸发量和锅炉给水平衡的重要参数，是锅炉运行的主要指标。蒸汽负荷对汽包水位的影响，实质上是干扰通道的动态特性。如果给水量与燃料量不变，当蒸汽负荷突然增加时，此时由于蒸汽水量的增加应液位下降，而水的沸点与压力又有一定关系，压力的下降促使汽包内的水的沸点下降，所以汽包内的水将产生更为剧烈的沸腾，气泡量与体积大增，从而使得汽包液位不降反升；反之，当蒸汽负荷降低时，则汽包水位会出现下降，这是汽包液位控制中所特有的虚假液位现象。图2.6.1中上图显示的是蒸汽负荷的扰动，下图中的上面H2为虚假液位的状况，H1为理论上液位的变化状况，H为液位变化的实际曲线。