燃煤锅炉燃烧过程控制系统设计与研究

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1、中南大学硕士学位论文燃煤锅炉燃烧过程控制系统设计与研究姓名：施修峰申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：桂卫华;姚继东20051101摘要洛阳市热力公司26#供热站担负着为西工区供暖的任务。虽然设备几经更新，但由于种种原因，采暖能耗一直很高。其中锅炉燃烧控制落后是原因之一。本文以26#供热站的2台50t／h燃煤锅炉的燃烧控制系统为研究对象，以改进原有PID控制系统为目的，以当前发展比较迅速的模糊控制理论为手段，提出了采用8051单片机控制变频器改变给煤机、引风机和送风机转速的设计方案，实现了燃烧过程的计算机控制。系统对锅炉燃烧进行监控，通

2、过传感器采样信号，计算是否达到最佳含氧量、最佳风煤比，来控制给煤量、引风量和送风量，使燃烧达到最佳热效率和提高锅炉运行的经济效益。用MATLAB对基于模糊自整定PID控制器的锅炉燃烧控制系统模型进行仿真研究。锅炉燃烧过程具有非线性、参数时变、难以建立精确数学模型的特点，采用传统的PID控制，效果不佳。结合模糊控制理论和PID控制，本文提出用模糊自整定PID控制器实现对锅炉的燃烧过程控制。并利用MATLAB仿真工具对模糊自整定PID控制器的性能作了初步研究。仿真结果表明，模糊自整定PID控制明显优于传统PID控制，具有超调量小、过渡时间短、稳定

3、性好、适应性强等特点，能够达到预期的控制效果。论文详细介绍了锅炉控制系统的设计，其中包括硬件结构、系统主要功能、系统硬件配置、软件设计原则、主程序流程等。系统投入运行后，锅炉的燃烧效率和稳定运行情况都有了明显改善，有利于锅炉高效稳定运行，实现增产降耗的目标。关键词：锅炉，模糊自整定PID控制，单片机，系统仿真ABSTRACTTheNo．26heatingstationofLuoYangHeatingCompanytakesontheheatingtaskforXigongarea．Althoughtheequipmentshavebeenre

4、novatedforseveraltimes，heatingenergywasteremainsveryhigh．Onereasonisbumingcontrollevelistoolow．InordertoimprovetheprimaryPIDcontroller,two50t／hcoal-firedboilers’burningcontrolsystemof26#heatingstationwasstudiedasitsthesisinthispaper．Thedesignschemewasthatcontrollingtransduc

5、erschangerotatespeedofsupplyingcoalelectromotor,fan，andblowerusing8051micro-controller,whichbasedonfuzzycontroltheorydevelopedrapidlyatpresent．Itrealizedcomputercontrolofbumingprocess．Thissystemfinishedsupervisorycontrolofboilerburning，sampledsignalsthroughsensorsandcalcula

6、tedthesignalswhetyerreachedthebestcontentofoxygenandthebestwind—coalratio，whichWasusedtocontrolthequantityofcoal，enteringwindandsendingwingforreachingthebestthermalefficiencyofburningandimprovingeconomybenefitofboilerrunning．Simulationofboilerbumingcontrolsystemwasalsoperfo

7、rmedtostudythefuzzyself-tuningPIDcontrollerbyMATLAB．Aimingatthenonlinearobjectofboilerwithinstabilityparameteranddifficultbuildingmathmodel，usingtraditionalPIDcontrollercall’treachthebesteffect．CombiningfuzzycontroltheoryandPIDcontrol，afuzzyself-tuningPIDcontrollerispropose

8、dinthispaper．Thecapabilityofthefuzzyself-tuningPIDcontrollerwasstudiedusingMATLA．T