IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)典型非線性過(guò)程的建模和控制策略研究.pdf

1、IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是以煤炭氣化為基礎(chǔ)的、清潔、高效的能源利用方式?？辗謫卧兔簹饣瘑卧獦?gòu)成氣化島,是IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的核心,如何構(gòu)建它們的動(dòng)態(tài)模型、設(shè)計(jì)有效的控制系統(tǒng),保證安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是目前需要解決的難題,針對(duì)空分精餾塔及氣化爐建模和控制系統(tǒng)的研究具有重大的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)典型非線性過(guò)程空分精餾塔和氣化爐動(dòng)態(tài)建模與控制策略進(jìn)行了如下研究:
　　 1、采用機(jī)理建模的方法,基于三元系統(tǒng)、氣液相

2、平衡和全混級(jí)假設(shè),逐層考慮物料平衡方程、能量平衡方程、水動(dòng)力學(xué)等方程,建立了低溫空分雙級(jí)填料精餾塔較為嚴(yán)格的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并獲得了精餾塔的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。
　　 2、采用機(jī)理建模的方法,考慮輸運(yùn)床氣化爐內(nèi)部煤熱解、氣化、流動(dòng)等過(guò)程,在質(zhì)量平衡和能量平衡的基礎(chǔ)上建立簡(jiǎn)化的密相輸運(yùn)床氣化爐集總參數(shù)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。獲得了氣化爐的相關(guān)動(dòng)態(tài)特性,為控制策略的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　 3、根據(jù)空分精餾塔的動(dòng)態(tài)特性,提出了空分精餾塔的控制

3、結(jié)構(gòu),并分別將PID控制和自適應(yīng)模糊-PID控制方法應(yīng)用于空分精餾塔控制系統(tǒng)中。針對(duì)空分系統(tǒng)具有大慣性、強(qiáng)耦合、多變量的特點(diǎn),提出了一種基于遺傳監(jiān)督的受限廣義預(yù)測(cè)控制算法;此外,針對(duì)空分系統(tǒng)的非線性特性,論文又進(jìn)一步設(shè)計(jì)了空分系統(tǒng)模糊增益調(diào)度受限預(yù)測(cè)控制器。所提出的先進(jìn)控制算法在控制作用受限的情況下,輸出變量的變化均在允許的范圍內(nèi),控制系統(tǒng)具有較好的閉環(huán)控制品質(zhì)。
　　 4、根據(jù)氣化爐的動(dòng)態(tài)特性,提出了輸運(yùn)床氣化爐的控制結(jié)構(gòu),分

4、別設(shè)計(jì)了分散PID控制方案和自適應(yīng)模糊-PID控制方案。針對(duì)氣化爐系統(tǒng)的非線性特點(diǎn),提出一種改進(jìn)型在線TS模糊建模方法,獲得氣化爐的全局TS模糊模型,并在此模型基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了氣化爐系統(tǒng)時(shí)變CARIMA模型受限模糊預(yù)測(cè)控制器,獲得較好的控制效果。
　　 5、針對(duì)IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)電力生產(chǎn)的實(shí)際運(yùn)行需求,從氣化島整體出發(fā),結(jié)合輸運(yùn)床氣化爐和空分精餾塔模型,分析了IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和氣化島的控制要求,并借鑒火電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制思想,在氣