模糊控制在碱回收过程燃烧工段中的应用研究

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1、模糊控制在碱回收过程燃烧工段中的应用研究摘要在我国制浆造纸工业中，麦草制浆产生的黑液是我国主要的环境污染源之一，而碱回收技术可以彻底根除黑液污染并回收工业用碱，实现资源循环。制浆黑液中含有大量的碱、钠等无机物和有机物，如果不对其进行有效处理，会造成严重污染，破坏自然环境，危害人民身体健康；同时会使黑液中大量的化学品流失，造成严重的浪费。碱回收系统担负着回收化学品和热能的任务。目前国内的碱回收工艺采用的大多是燃烧法，大致分为蒸发、燃烧和苛化三个工段，其中燃烧工段是最重要的，直接关系到碱回收的生产效率。因此，在碱回收燃烧炉控制系统中使用先进控

2、制来提高提高企业的经济效益和社会效益有十分重要的意义。当前造纸行业碱回收炉燃烧控制普遍采用传统PID或手动控制，PID算法具有结构简单、实现方便、适应性强等特点，但是其在温度回路中的应用存在下面几点问题：调节缓慢、抗干扰能力弱、稳定性差等。同碱回收过程控制系统中其他所有控制回路相比，传统PID控制下的温度回路在改变设定值后，测量值稳定到新设定值上的时间是最长的。同时，一、二次风量的改变、圆盘蒸发器黑液流量的波动等干扰产生时，温度控制回路很容易偏离设定值发生较大幅度的波动。这些问题的存在限制了碱回收炉控制系统自动化水平的提高，更成为企业经济

3、效益提高的一个瓶颈。为了解决上述工程实际问题，本文对模糊控制理论展开应用基础研究，并用于造纸工业碱回收过程燃烧工段。论文的主要工作和创新点表现为如下几个方面。首先，论文结合碱回收燃烧工段生产线，详细分析了温度调节工艺。经过分析发现：PID算法在温度控制中的若干问题归根到底是忽略了燃烧系统中引风回路和圆盘蒸发器流量调节回路的联系所致。基于这个理解，文章提出了一个燃烧系统控制指导思想，即把燃烧系统中引风回路和圆盘蒸发器流量调节回路及温度控制回路视为一个整体。由此我们参照工业加热炉控制方案，引入风／燃比的概念，将碱回收燃烧过程分为3个组成部分：

4、黑液／空气流量调节回路、黑液／空气最佳比调节回路、炉膛压力调节回路。且为了避免没有详细准确系统数学模型的不足，在控制算法的选取上，文章提出了基于模糊控制思想的碱回收炉燃烧系统控制的新思路。其次，我们对常规的模糊控制器、双模糊控制器、模糊PID控制器、模糊+PID控制器及自调整因子模糊控制器等多种类型的模糊控制器进行了研究，提出了一种模糊串PI控制器，针对黑液，空气流量调节回路、炉膛压力调节回路进行控制；同时燃烧炉热效率与空／燃比之间存在着极值特性，设计了空／燃比自寻优模糊控制器，针对黑液／空气最佳比调节回路实现优化控制。同时针对文章设计的

5、模糊控制器在MATLAB下进行仿真，其仿真结果曲线充分证明了模糊串PI控制器较之传统PID在提高系统响应速度、增强抗干扰能力等特性上有优势。最后，对新的控制方案结合西门子PLC平台进行了编程实现，并在内蒙某造纸厂碱回收生产线进行了现场测试运行，其实时控制曲线再次证明了本论文提出的新控制器算法是切实可行的，提高浓度控制效果明显，在实际应用中有着广泛的推广价值。关键词：碱回收过程，燃烧工段，模糊控制，自寻优控制，集散控制系统IISTUDYONTHEAPPUC衄ONOFFUZZYCONTROLTOCOMBUSTIONSECTIONOFALKAI

6、JRECOVERYPROCESSneblackliquorproducedbythepulpingpaper-makingindustryisoneofthemainpollutionresourcesinourcountry．Thisproblemcanbesolvedcompletelybythealkalirecoverytechnologyandtheindustryalkaliisrecoveredtomakethesourcecycleintopractice．Thereisalargeamountoftheorganicma

7、ttersandthemineralsintheblackliquorand10tsofthealkaliandthenatriumiscontainedinit，withoutextranecessaryimprovementitwillcauseaseriouspollution，theenvironmentwillbedamagedandthepeople’Shealthwillbeharmed，meantimeagreatwastewillbeleadbythegreat10SSofthechemicals．Thealkalire

8、coverysystemcoversrecoveryofbothheatenergyandchemicals．Atpresentthemainadoptedmethodofalkalireco