氣化爐系統(tǒng)的特性分析與控制研究.pdf

1、根據(jù)對世界能源結(jié)構(gòu)的分析，化石燃料中煤碳的儲量大、價(jià)格低廉、供應(yīng)穩(wěn)定，然而直接燃煤嚴(yán)重污染環(huán)境則是一個(gè)不容忽視的問題。隨著人們對電力需求的日益增長，對自然資源的合理和可持續(xù)利用的要求日益提高，發(fā)展?jié)崈裘喊l(fā)電技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。對于能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，并且在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)難以根本改變的我國來說更是一種嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
　　 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC，Integrated Gasification Combined Cycle)作為一種

2、將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)能源動力系統(tǒng)，以其污染小、效率高、燃煤污染物的近零排放等諸多優(yōu)點(diǎn)，自從產(chǎn)生以來就備受關(guān)注。越來越多的實(shí)踐證明：IGCC發(fā)電技術(shù)是最有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。其主要工作流程為：煤在氣化爐中氣化成為中低熱值的煤氣，通過處理，去除其中的灰分、含硫化合物、重金屬等有害物質(zhì)，然后供到燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電機(jī)組中去燃燒和做功，借以達(dá)到以煤代油或天然氣的目的，進(jìn)而驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電；燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)煔?/p>

3、進(jìn)入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)做功進(jìn)而發(fā)電。
　　 氣化爐是IGCC電站的一個(gè)非常重要子系統(tǒng)，是將煤轉(zhuǎn)化為煤氣并從中去除有害物質(zhì)的設(shè)備，氣化爐問題也是初期IGCC電站未能長期運(yùn)行的主要癥結(jié)。如何對氣化爐進(jìn)行更好的控制，成為IGCC電站成敗的一個(gè)關(guān)鍵，因此有必要對其做深入的研究。
　　 本文在對現(xiàn)階段兩類典型的氣化爐——Shell氣化爐和Alstom氣化爐特性分析的基礎(chǔ)上，研究基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的單神經(jīng)元自適

4、應(yīng)控制與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制，并針對傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的不足，提出了改進(jìn)算法，應(yīng)用于氣化爐控制中，并給出了控制仿真結(jié)果。主要內(nèi)容概括如下：
　　 (1)首先概述了整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)的發(fā)展歷程與重要意義，并重點(diǎn)討論了IGCC技術(shù)中的煤氣化過程和工藝，以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　 (2)概述了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，基本原理，著重介紹了前饋型神經(jīng)網(wǎng)——BP網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和算法原理。介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與PID控制相結(jié)

5、合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的原理與算法?；诜抡鎸?shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，提出了改進(jìn)的單神經(jīng)元PID簡化控制算法；針對BP算法的不足，提出了基于Hebb理論的改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法。
　　 (3)介紹了Shell氣化爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作流程，對其運(yùn)行特性進(jìn)行了分析，確立其控制結(jié)構(gòu)，應(yīng)用PID控制方法，單神經(jīng)元控制方法，改進(jìn)的單神經(jīng)元控制方法，改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方法對其進(jìn)行控制研究，給出了仿真結(jié)果，并對這些控制效果做了比較，得出了有益