模糊控制在堿回收過程燃燒工段中的應用研究.pdf

1、在我國制漿造紙工業(yè)中，麥草制漿產(chǎn)生的黑液是我國主要的環(huán)境污染源之一，而堿回收技術可以徹底根除黑液污染并回收工業(yè)用堿，實現(xiàn)資源循環(huán)。制漿黑液中含有大量的堿、鈉等無機物和有機物，如果不對其進行有效處理，會造成嚴重污染，破壞自然環(huán)境，危害人民身體健康；同時會使黑液中大量的化學品流失，造成嚴重的浪費。堿回收系統(tǒng)擔負著回收化學品和熱能的任務。目前國內(nèi)的堿回收工藝采用的大多是燃燒法，大致分為蒸發(fā)、燃燒和苛化三個工段，其中燃燒工段是最重要的，直接關系

2、到堿回收的生產(chǎn)效率。因此，在堿回收燃燒爐控制系統(tǒng)中使用先進控制來提高提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益有十分重要的意義。 當前造紙行業(yè)堿回收爐燃燒控制普遍采用傳統(tǒng)PID或手動控制，PID算法具有結(jié)構簡單、實現(xiàn)方便、適應性強等特點，但是其在溫度回路中的應用存在下面幾點問題：調(diào)節(jié)緩慢、抗干擾能力弱、穩(wěn)定性差等。同堿回收過程控制系統(tǒng)中其他所有控制回路相比，傳統(tǒng)PID控制下的溫度回路在改變設定值后，測量值穩(wěn)定到新設定值上的時間是最長的。同時，

3、一、二次風量的改變、圓盤蒸發(fā)器黑液流量的波動等干擾產(chǎn)生時，溫度控制回路很容易偏離設定值發(fā)生較大幅度的波動。這些問題的存在限制了堿回收爐控制系統(tǒng)自動化水平的提高，更成為企業(yè)經(jīng)濟效益提高的一個瓶頸。 為了解決上述工程實際問題，本文對模糊控制理論展開應用基礎研究，并用于造紙工業(yè)堿回收過程燃燒工段。論文的主要工作和創(chuàng)新點表現(xiàn)為如下幾個方面。 首先，論文結(jié)合堿回收燃燒工段生產(chǎn)線，詳細分析了溫度調(diào)節(jié)工藝。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)：PID算法在溫

4、度控制中的若干問題歸根到底是忽略了燃燒系統(tǒng)中引風回路和圓盤蒸發(fā)器流量調(diào)節(jié)回路的聯(lián)系所致?；谶@個理解，文章提出了一個燃燒系統(tǒng)控制指導思想，即把燃燒系統(tǒng)中引風回路和圓盤蒸發(fā)器流量調(diào)節(jié)回路及溫度控制回路視為一個整體。由此我們參照工業(yè)加熱爐控制方案，引入風/燃比的概念，將堿回收燃燒過程分為3個組成部分：黑液/空氣流量調(diào)節(jié)回路、黑液/空氣最佳比調(diào)節(jié)回路、爐膛壓力調(diào)節(jié)回路。且為了避免沒有詳細準確系統(tǒng)數(shù)學模型的不足，在控制算法的選取上，文章提出了基

5、于模糊控制思想的堿回收爐燃燒系統(tǒng)控制的新思路。其次，我們對常規(guī)的模糊控制器、雙模糊控制器、模糊PID控制器、模糊+PID控制器及自調(diào)整因子模糊控制器等多種類型的模糊控制器進行了研究，提出了一種模糊串PI控制器，針對黑液/空氣流量調(diào)節(jié)回路、爐膛壓力調(diào)節(jié)回路進行控制；同時燃燒爐熱效率與空/燃比之間存在著極值特性，設計了空/燃比自尋優(yōu)模糊控制器，針對黑液/空氣最佳比調(diào)節(jié)回路實現(xiàn)優(yōu)化控制。同時針對文章設計的模糊控制器在MATLAB下進行仿真，其