循環流化床鍋爐床溫控優化分析

摘要：循環流化床鍋爐的應用逐漸廣泛，其中床層溫度控制是整個鍋爐系統的重要內容，優化床溫控制有利于提升循環流化鍋爐的運行效率，滿足鍋爐運行的基本需求。循環流化鍋爐床溫的控制較為復雜，需要結合鍋爐運行的實際狀態，落實床溫控的優化工作。因此，本文通過對循環流化床鍋爐進行研究，分析床溫控的優化。

關鍵詞：循環流化床；鍋爐；床溫控制；優化

循環流化床鍋爐具有清潔、高效的燃燒優勢，存在很大的發展潛力，也是我國工業方面重點使用的鍋爐類型。循環流化床鍋爐使用中的核心是床溫控制，結合床溫控的實際狀態，規劃出科學的優化措施，促使床溫控優化符合循環流化鍋爐的運行需求，達到高效率的運行標準，進而降低循環流化床鍋爐床溫控制的難度，提升鍋爐的利用效率。

1.循環流化床鍋爐床溫控制的模型

循環流化床鍋爐床溫控制模型可以做為優化控制的依據，確保床溫控制更加符合循環流化床鍋爐的需求。分析床層溫度控制的模型，如下：

1.1模型機理

床層溫度控制模型的基礎是機理建模法，其可根據鍋爐運行中的能量守恒，定性分析床層溫度控制的特性[1]。控制模型按照鍋爐的實際假設條件，最大程度的簡化床溫控制涉及到的因素，同時滲透專家系統的理論，深入分析循環流化床鍋爐床溫控制的模型。床溫控是在典型工況的狀態下進行模型設計的，與鍋爐的實際運行保持一致。

1.2軟件基礎

床溫控模型的軟件平臺是MATLAB，包含溫度控制的各項設計模塊。MATLAB平臺內，相對比較重要的部分是PID控制，可以根據循環流化床鍋爐床層溫度的狀態，提供相對的控制方式，最主要的是提升各項模型函數的運算能力，逐漸形成符合床溫控制的信號線，按照循環流化床鍋爐的控制，規范床層溫度的優化過程。

1.3系統仿真

系統仿真的工況可以設計為25%、65%、100%，對照不同工況的系統仿真結果，明確循環流化床鍋爐床溫控的優化目的。PID在三類工況狀態下，均沒有達到溫度的控制結果，表明床溫控需要改進優化，以此來實現高標準的溫度控制。

2.循環流化床鍋爐床層溫度的智能控制

循環流化床鍋爐床溫的智能控制，是優化床層溫度的主要途徑，可以按照鍋爐的需求，智能設計床層溫度。分析智能控制的設計，如下：

2.1PID的設計

PID設計的流程是一維模糊控制器、二維模糊控制器和三維模糊控制器。一維模糊控制器可以消除床層溫度的輸入誤差，可以控制一階對象，也是智能設計中的基礎部分，但是無法實現動態控制，因此需要進行二維優化設計；二維模糊控制器主要是控制偏差率，能夠較好的反饋床溫控制中的動態信息，屬于較為常用的一類；三維模糊控制器融合了前兩者的基礎優勢，在偏差率的基礎上增加了推理運算，準確的控制床層溫度，表明各項指標之間的內在聯系。

2.2基于PID的控制系統

循環流化床鍋爐床溫控的智能設計，需要以PID控制為基礎，完善控制系統的設計與應用[2]。基于PID控制系統智能設計的內容有：①模糊控制模塊，此類模塊按照上文中的仿真設計，著重控制PID內的偏差率，將其規范到床溫控可以接受的誤差范圍內，模糊控制中有對應的子集系統，促使床溫控可以根據工況的不同狀態，提供控制信號的相關方式，提升床溫控的穩定性；②自整定模塊，不同工況下，床溫控的效果不同，在對應的區域內形成特定的參數，自整定模塊中可以按照系統控制的需求，主動調節變量，促使其達到絕對變量的標準，抑制床溫控制中的誤差；③擾動試驗，該項試驗能夠防止外界因素對床溫控的干擾，促使床溫控制迅速達到可靠的狀態，有利于床層溫度的優化控制。

3.循環流化床鍋爐床溫控的優化方式

結合循環流化床鍋爐床溫控的控制需求，規劃優化方式的應用，優化床溫控的控制環境，以此來提升床層溫度控制的水平。

3.1強化PID的設計與應用

PID在床溫控制中起到規范和保障的作用，PID本身具有智能化的特點，其可根據循環流化床鍋爐的燃燒狀態，分配床層溫度的控制變化，最大化的降低床溫控中的誤差，保障循環流化床鍋爐的穩定運行。PID設計與應用，必須符合床溫控的要求，優化鍋爐運行中的床層問題，體現此項參數控制的優勢。PID成為床溫控優化中的主要對象，而且其在床溫控中發揮重要的作用，所以循環流化床鍋爐床溫控優化的過程中，需要加強PID的設計與應用。

3.2優化多項控制方案的使用

循環流化床鍋爐床溫控優化，并不是通過一項方案得到最終的優化結果，而是需求比對多項控制方案，著重分析各項方案的優化效益，進而選擇效益最高的控制方案，還要評價方案在循環流化床鍋爐床溫控中的可行性，保障床溫控優化的準確度[3]。循環流化床鍋爐床溫控優化占有很高的比重，做好床溫控優化的工作，有利于提升鍋爐節能降耗的水平，同時保障鍋爐運行燃燒的效率，解決循環流化床鍋爐床溫控優化中的干擾問題，改善床層溫度控制系統的運行。

4.結束語

循環流化床鍋爐的床層溫度，屬于系統控制的重要參數，需要根據循環流化床鍋爐的需求，制定有效的優化措施，維持鍋爐穩定運行的狀態，以免床層溫度出現誤差。結合循環流化床鍋爐的燃燒狀態，設計床溫控制的模型，利用智能控制的方法輔助床溫控優化，確保鍋爐系統具有準確、溫度的溫控方式，進而為循環流化床鍋爐床溫控制提供可靠的方式。

參考文獻：

[1]崔大偉.循環流化床鍋爐床溫控制策略優化[D].山西大學，2010.

[2]石舒健.循環流化床鍋爐床溫控制的應用研究[D].華北電力大學，2009.

[3]陳亮.循環流化床鍋爐床溫控制系統的應用研究[D].華北電力大學，2013.

作者簡介：周棟，江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院揚州分院，碩士。