2022年智能控制在除氧器温度自动控制中的应用.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 题 目：智能掌握在除氧器温度自动掌握中地应用名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人正式承诺：所呈交地毕业设计（论文）,是我个人在指导老师地指导下进行地讨论工作及取得地成果 .尽我所知,除文中特殊加以标注和致谢地地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过地讨论成果,也不包含我为获得 及其它训练机构地学位或学历而使用过地材料 .对本讨论供应过帮忙和做出过奉献地个人或集体,均已在文中作了明确地说明并表示了谢意 .作 者 签

2、 名：日 期：指导老师签名：日 期：使用授权说明本人完全明白 高校关于收集、储存、使用毕业设计（论文）地规定,即：依据学校要求提交毕业设计（论文）地印刷本和电子版本；学校有权储存毕业设计（论文）地印刷本和电子版,并供应目录检索与阅览服务；学校可以采纳影印、缩印、数字化或其它复制手段储存论文；在不以赢名师归纳总结 利为目地前提下,学校可以公布论文地部分或全部内容日.期：第 2 页,共 44 页作者签名：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学位论文原创性声明本人正式声明：所呈交地论文是本人在导师地指导下独立进行讨论所取得地讨论成果 .除了文中特殊加以标注引用

3、地内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写地成果作品 .对本文地讨论做出重要奉献地个人和集体,均已在文中以明确方式标明 律后果由本人承担 .本人完全意识到本声明地法作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全明白学校有关保留、使用学位论文地规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文地复印件和电子版,答应论文被查阅和借阅.本人授权高校可以将本学位论文地全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采纳影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文.日期：年月日涉密论文按学校规定处理作者签名：导师签名：日期：年月日名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,

4、共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 智能掌握在除氧器温度自动掌握中地应用摘要除氧器是将溶解在水中地有害气体特殊是水中地溶解氧从水中除去,以免这些有害气体进入锅炉系统造成热力设备腐蚀,从而影响锅炉系统地正常运作,所以除氧器在热力发电厂中起到了很重要地作用 .为了保证除氧器能达到很好地除氧成效,就需要采纳先进地掌握方法,应用自动化掌握技术来掌握除氧器.本论文以发电厂地除氧器为掌握对象,采纳PID、模糊掌握、模糊PID 掌握技术设计了除氧器温度掌握系统.本论文讨

5、论地重点是放在二个方面：第一,设计和实现适用于除氧器温度掌握地掌握规律及掌握算法 .具体讨论了热力除氧器地特点、结构和运行特性,依据除氧器系统 参数地变 化特性,设计 除氧器温 度掌握系 统； 其次,使用 MA TLAB 地 模糊工 具箱结 合SIMULINK 对掌握系统进行仿真,比较了 PID 掌握、模糊掌握及模糊 PID 掌握地仿真结果 .本论文工作留意理论与工程实际地结合,并在此研制过程中取得了比较全面地资料和数据,为类似地除氧器温度掌握讨论打下了良好地基础 .关键词：除氧器；温度掌握；PID 掌握；模糊掌握；模糊 PID 掌握The Study of Temperature Contr

6、ol System of Deaerator Based on IntelligentControl 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - Abstract Deaerator plays an important role in thermodynamic power plants since it can remove the harmful gas,especially oxygen,from the water before it enters the boiler and erodes thethermody

7、namic equipments.In order to accomplish the good effect,people design the autocontrol system of deaerator which based on the advanced control method.According to the circumstances of deaerator of Power Plant .I design the control system based on PID 、fuzzy control 、Fuzzy-PID Control Multi-modal on t

8、his paper. Two points are focused on this paper.Firstly,the temperature control algorithm and control laws of the deaerator system are designed and realized.I study the characteristic,configuration and characteristic of running of deaerator system. A design method of the controller is presented base

9、d on the deaerator of Power Plant. Secondly, Simulation of temperature control system is also performed to study the performance of fuzzy simulation result of fuzzy controller compare to PID controller and Fuzzy-PID control by MATLAB, Control. The research work is closely connected to the practical

10、application,during the research,I have got the general data and information which can be used by the study of other deaerator.Key words ：Deaerator ； Temperature Control ； PID Control ； Fuzzy Control ； Fuzzy-PID Control目 录 摘要 . IV Abstract . V 第一章 引言 . 1 1.1 锅炉除氧概述 . 11.2 除氧器掌握系统地讨论现状. 1名师归纳总结 - - -

11、- - - -第 6 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.2.1 国外状况 . 11.2 .2 国内状况 . 21.3 本课题地来源及任务 . 2其次章 热力除氧器及其温度掌握系统结构与原理. 32.1 除氧器介绍 . 3 2.1.1 除氧器地结构 . 42.1.2 除氧器地工作原理 . 52.1.3 除氧器地分类 . 5 2.2 热力除氧系统介绍 . 62.2.1 水中气体地溶解特性 . 62.2.2 除氧地根本途径 . 72.2.3 热力除氧地特点 . 72.3 热力除氧器试验建模 . 82.4 热力除氧器温度掌握方案设计. 92.4.1 系统设计思路 .

12、 92.4.2 掌握方案地确立 . 9第三章 PID 掌握系统设计 . 11 3.1 引言 . 11 3.2 PID 掌握地原理和特点 . 11 3.3 掌握器地构成 . 11第四章 模糊掌握系统设计 . 124.1 模糊掌握理论概述 . 13 4.1.1 引言 . 134.1.2 模糊掌握特点 . 144.1.3 模糊掌握在应用中地基本思想 . 144.1.4 模糊掌握地基本原理 . 154.1.5 模糊掌握系统地组成 . 164.2 模糊掌握器地设计 . 174.2.1 模糊掌握器地设计方法 4.2.2 模糊掌握器地结构设计 . 17 . 17名师归纳总结 - - - - - - -第 7

13、 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.2.3 模糊掌握规章设计 . 184.2.4 精确量地模糊化 . 204.2.5 模糊推理 . 224.2.6 模糊量去模糊化 4.2.7 模糊查询表地建立 . 23 . 244.3 模糊 PID 掌握 . 26 4.3.1 引言 . 264.3.2 模糊 PID 掌握概述 . 264.3.3 模糊 PID 开关怀换掌握. 26第五章掌握系统仿真讨论 . 275.1 仿真软件简介 . 275.2 掌握系统仿真 . 28 第六章 总结 . 32参 考 文 献 . 33致 谢 . 35名师归纳总结 - - - - - - -第

14、 8 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 引言1.1 锅炉除氧概述在火力电厂锅炉给水处理工艺过程中 ,除氧是一个特别关键地环节 .氧是给水系统和锅炉地主要腐蚀性物质 ,给水中地氧应当快速得到清除 ,否就它会腐蚀锅炉地给水系统和部件 ,腐蚀产物氧化铁会进入锅炉内 ,沉积或附着在锅炉管壁和受热面上 ,形成传热不良地铁垢 ,而且腐蚀会造成管道内壁显现点坑 ,造成阻力系数增大 .管道腐蚀严峻时 ,甚至会发生管道爆炸事故 .另外 ,在热交换器中如有气体聚集就会阻碍传热过程地进行 ,降低设备地传热成效 .因此水中溶解有任何气体都是不利地 ,特殊是氧气 ,它将直接威逼设

15、备地安全运行.因此,如何减缓或排除锅炉中地氧腐蚀已逐步成为水处理技术地一项热门课题 .国家规定蒸发量大于等于 2t/h 地蒸汽锅炉和水温大于等于 95地热水锅炉都必需除氧 .锅炉给水 补水 常用地除氧方法有热力除氧、真空除氧、解读除氧、化学除氧等 .火力电厂给水除氧一般采纳热力除氧地方法 .即用蒸汽加热给水 ,提高水地温度 ,使水面上蒸汽地分压力逐步增加 ,而溶解气体地分压力慢慢降低 ,溶解于水中地气体就不断逸出 ,当水被加热至应压力下地饱和温度 ,液面上地蒸汽地分压力几乎等于全压力 ,其它气体地分压力趋近于零 ,于是溶解于水中地气体就从水中全部逸出而除去 .为保证除氧成效 ,热力除氧必需具备

16、两个条件 :必需把水加热到除氧器压力对应地饱和温度；必需准时排出水中分别逸出地气体 .第一个条件不具备 ,气体不能全部从水中分别出来；其次个条件不具备时 ,已分别出来地气体会重新回到水中 .由此可见 ,对除氧器地温度进行掌握是很必要地 .1.2 除氧器掌握系统地讨论现状由于除氧器在工业过程中起着重要作用,关系着锅炉系统地安全运行,所以人们用了很多方法来对除氧器进行掌握,在这方面国内外都做了很多讨论工作,同时也取得了一些较好地成效 .1.2.1 国外状况加拿大地 Chou, Q B 等人在新型除氧器水位压力掌握系统一文中提出了用掌握策略和容错算法来掌握除氧器水位和压力,这种新地掌握方法并不是相互

17、冲突地掌握方法,适用于不同地运行状态,很大程度地提高了系统性能,在系统受到严峻干扰时降低了除氧器地噪声,提高了设备地牢靠性和安全性 4 .C.X.LU 和 R.D. Bell 等人发表了题为发电厂除氧器地策略掌握地论文,该文中提出运用策略掌握地方法来掌握除氧器,通过仿真讨论证明该方法对除氧器地启动和过渡过程掌握成效良名师归纳总结 好5 .澳大利亚 Bell, Rodney 等人在题为除氧器建模与掌握地论文中提出了适用于猜测除氧器装置地第 9 页,共 44 页瞬态状态地数学模型.该数学模型是基于能量和质量平稳方程,建立了除氧器、给水泵、吸水泵地模型 .由于该模型是完全基于物理特性,所以很简洁应用

18、于不同尺寸地同类装置.并在该模型地基础- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 上应用于不同地掌握方法,对除氧器地水位进行了掌握仿真.其结果说明很抱负6 .美国BenAbdennour, Adel 提出用高斯线性二次型 LQG/LTR 地鲁棒性掌握器对试验增值反应堆 EBR-II 进行了掌握,在这篇文章中提到了当运行条件转变,系统受到扰动,或发生故障时,传统地 PI 掌握器是不能维护它地抱负性能,并反过来会影响其它设备地性能,上述鲁棒性掌握器能适应系统故障 ,并能在肯定范畴内,模型地不确定性仍有较好地掌握性能.该鲁棒性掌握器具有以下几个优点：即使在运行条件发生

19、很大地变化时,掌握器仍有抱负地掌握性能.能适应可能发生地一些故障.通过挑选加权系数,使一个变量比另一个变量起更大地掌握作用.虽然国内外对锅炉以及除氧器地掌握讨论很多,也取得了一些成果,以上国内外地讨论体会为我们地课题讨论供应了珍贵地体会.本课题主要从除氧器地温度变化方面考虑,来掌握除氧器,以达到除氧地目地7.1.2 .2 国内状况 东南高校吕剑虹等人采纳模糊掌握方法对电站除氧器水位和凝汽器水位进行掌握,通过对国内 200MW 火电机组除氧器及凝汽器水位掌握系统进行分析,他们采纳模糊掌握技术对除氧器水位进行多变量掌握,仿真了机组负荷变化,除氧器水位也发生相应阶跃变化响应地几种情形 8 .郝吉廷

20、和王莉在除氧器水位及溶氧地掌握一文中,提出在原有地除氧器水温顺水位地单回路调剂系统中增加前馈掌握回路,实现除氧器水温顺水位掌握地稳固和快速作用9 .曲延滨、潘毅等人发表地题为除氧系统模糊掌握器地设计与实现地论文中,设计了基于模糊掌握理论地多维模糊掌握器来掌握除氧器压力和水位,为了排除多台除氧器并联工作时相互间地影响 ,掌握各除氧器平稳运行 ,结合人工掌握体会设计了智能掌握器 ,其掌握成效达到了预期要求 10 .马海林、刘军仍针对除氧器水位自动调节系统投入难地问题,定性分析其症结所在,提出在常规掌握系统地基础上采纳和谐掌握策略进行掌握,并将其运用在黄岛发电厂125MW 和 210MW 火电机组上

21、,取得了较为抱负地成效11 .1.3 本课题地来源及任务本课题是针对发电厂地除氧器设计掌握系统,发电厂除氧器地掌握系统采纳传统地 PID 掌握方法,当系统负荷变化较大时,实际运行结果很不抱负,很难达到现场要求 .现在只能靠操作工人地实际体会和习惯来操作 .因此,须实行智能化掌握技术对除氧器掌握系统进行改造,其主要任务是在满意经济性、有用性、科学性地条件下设计一套稳固、牢靠地热力除氧器地温度掌握系统,使除氧器能达到良好地除氧成效 .本课题主要工作如下： 实际考察热电厂地现行状况并查阅相关资料,分析讨论除氧器地结构与运行特性,明确热名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 44 页

22、精选学习资料 - - - - - - - - - 力除氧器地温度掌握系统地设计思路,选定掌握方案 . 依据热力除氧器系统地特点及运行状况,设计 PID 、模糊掌握及模糊 PID 掌握算法,运用Matlab 对热力除氧器地温控系统进行仿真,分析仿真结果,确定模糊掌握器地正确参数 .其次章 热力除氧器及其温度掌握系统结构与原理2.1 除氧器介绍在凝汽式发电厂中,水汽呈循环运行.如图 2.1 所示,锅炉产生地蒸汽经过汽轮机进入凝汽器,在这里被冷却成凝聚水,此凝聚水经泵送到低压加热器,加热后送入除氧器,在由给水泵将已除氧地水送到高压加热器后进入锅炉.除氧器是锅炉热力系统中除去给水中溶解氧,保证给水品质

23、地重要设备 .锅炉产生地蒸汽经过汽轮机后进入凝气器,在这里被冷却成在火力电厂锅炉给水处理工艺名师归纳总结 - - - - - - -过程中 ,除氧是一个特别关键地一个环节.氧是给水系统和锅炉地主要腐蚀性物质,给水中地氧应当迅速得到清除 ,否就它会腐蚀锅炉地给水系统和部件,腐蚀产物氧化铁会进入锅炉内,沉积或附着在锅炉管壁和受热面上,形成传热不良地铁垢,而且腐蚀会造成管道内壁显现点坑,造成阻力系数增大.管道腐第 11 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 蚀严峻时 ,甚至会发生管道爆炸事故.另外 ,在热交换器中如有气体集合就会阻碍传热过程地进行,降低设备地传热成效 .因

24、此水中溶解有任何气体都是不利地 ,特殊是氧气 ,它将直接威逼设备地安全运行 .国家规定蒸发量大于等于 2t/h 地蒸汽锅炉和水温大于等于 95地热水锅炉都必需除氧 .除氧器地主要作用是除去给水中地氧气 ,保证给水地品质 .除氧器本身又是给水回热系统中地一个混合式加热器 ,同时高压加热器地疏水、化学补水及全厂各处水质合格地疏水、排气等均可通入除氧器汇总并加以利用,削减电厂地汽水缺失 .过热蒸汽锅炉汽轮机发电机原高压加热器水处理设备水补低压加热器凝凝冷汽却器给水泵除氧器给水水结凝聚水泵水冷却水泵图 2.1 发电厂水汽循环系统主要流程2.1.1 除氧器地结构除氧设备主要由除氧塔头、除氧水箱两大件以及

25、接管和外接件组成 ,其主要部件除氧器 除氧塔头是由外壳、新型旋膜器 起膜管 、淋水篦子、蓄热填料液汽网等部件组成 .下面着重介绍除氧塔头地结构及原理 . 外壳 :是由筒身和冲压椭圆形封头焊制成 .中、小低压除氧器配有一对法兰联接上下部 ,供装配和检修时使用 ,高压除氧器留配有供检修地人孔 . 旋膜器组 :由水室、汽室、旋膜管、凝聚水接管、补充水接管和一次进汽接管组成 .凝聚水、化学补水、经旋膜器呈螺旋状按肯定地角度喷出,形成水膜裙 ,并与一次加热蒸汽接管引进地加热蒸汽进行热交换 ,形成了一次除氧 ,给水经过淋水篦子与上升地二次加热蒸汽接触被加热到接近除氧器工作压力下地饱和温度（即低于饱和温度

26、氧量地 90-95% 左右 .2-3） ,并进行粗除氧,一般经此旋膜段可除去给水中含名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 淋水篦子 :是由数层交叉排列地角形钢制作组成,经旋膜段粗除氧地给水在这里进行二次安排,呈匀称淋雨状落到装在其下地液汽网上 . 蓄热填料液汽网 :是由相互间隔地扁钢带及一个圆筒体 ,内装肯定高度特制地不锈钢丝网组成 ,给水在这里与二次蒸汽充分接触 ,加热到饱和温度并进行深度除氧目地 ,低压大气式除氧器低于10 g/L 、高压除氧器低于 5 g/L 部颁标准分别为 15 g/L、 7 g/L. 水箱除

27、过氧地给水聚集到除氧器下部容器即水箱内,除氧水箱内装有最新科学设计地强力换热再沸腾装置 ,该装置具有强力换热、快速提升水温、更深度除氧、减小水箱振动、降低腔调等优点,提高了设备地使用寿命,保证了设备运行地安全牢靠性.2.1.2 除氧器地工作原理除氧器分有头型和无头型除氧器,一般锅炉选配有头型除氧器,但是大型机组 1000t/h 以上采用无塔型除氧器 .其除氧工作原理是：来自低压加热器地主凝聚水（含补充水）经进水调剂阀调剂后,进入除氧器,与其他各路疏水在除氧器内混合,经旋膜多孔管喷出,形成裙状水膜,与由下而上地加热蒸汽进行混合式传热和传质,给水快速达到工作压力下地饱和温度 .此时,水中地大部份溶氧及其他气体基本上被解读出来,达到除氧地目地.从水中析出地溶氧及其他气体就不断地从除氧器顶部地排汽管随余汽排出器外 .进入除氧器地高加疏水也将有一部分水闪蒸汽化作为加热汽源,全部地加热蒸汽在放出热量后被冷凝为凝聚水,与除氧水混合后一起向下经出水口流出 .为了使除氧器内地水温保持在工作压力下地饱和温度,可通过再沸管引入加热蒸汽至除氧器内 .除氧水就由出水管经给水泵升压后进入高压加热器 .2.1.3 除氧器地分类除氧器有过滤式除氧器、旋膜除氧器、海绵铁除氧器和喷雾除氧器等 .过滤式除氧器是软化水或除盐水通过滤层除掉水中地溶解氧,再经过滤料层除去溶解于水中地Fe3 ,从而使水质达到除氧标准.