IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)典型非線性過程的建模和控制策略研究.pdf

1、IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是以煤炭氣化為基礎的、清潔、高效的能源利用方式?？辗謫卧兔簹饣瘑卧獦嫵蓺饣瘝u,是IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的核心,如何構建它們的動態(tài)模型、設計有效的控制系統(tǒng),保證安全經(jīng)濟運行是目前需要解決的難題,針對空分精餾塔及氣化爐建模和控制系統(tǒng)的研究具有重大的理論研究意義和實際應用價值。本文針對IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)典型非線性過程空分精餾塔和氣化爐動態(tài)建模與控制策略進行了如下研究:
　　 1、采用機理建模的方法,基于三元系統(tǒng)、氣液相

2、平衡和全混級假設,逐層考慮物料平衡方程、能量平衡方程、水動力學等方程,建立了低溫空分雙級填料精餾塔較為嚴格的動態(tài)數(shù)學模型,并獲得了精餾塔的靜態(tài)和動態(tài)特性。
　　 2、采用機理建模的方法,考慮輸運床氣化爐內部煤熱解、氣化、流動等過程,在質量平衡和能量平衡的基礎上建立簡化的密相輸運床氣化爐集總參數(shù)動態(tài)數(shù)學模型。獲得了氣化爐的相關動態(tài)特性,為控制策略的設計提供了依據(jù)。
　　 3、根據(jù)空分精餾塔的動態(tài)特性,提出了空分精餾塔的控制

3、結構,并分別將PID控制和自適應模糊-PID控制方法應用于空分精餾塔控制系統(tǒng)中。針對空分系統(tǒng)具有大慣性、強耦合、多變量的特點,提出了一種基于遺傳監(jiān)督的受限廣義預測控制算法;此外,針對空分系統(tǒng)的非線性特性,論文又進一步設計了空分系統(tǒng)模糊增益調度受限預測控制器。所提出的先進控制算法在控制作用受限的情況下,輸出變量的變化均在允許的范圍內,控制系統(tǒng)具有較好的閉環(huán)控制品質。
　　 4、根據(jù)氣化爐的動態(tài)特性,提出了輸運床氣化爐的控制結構,分

4、別設計了分散PID控制方案和自適應模糊-PID控制方案。針對氣化爐系統(tǒng)的非線性特點,提出一種改進型在線TS模糊建模方法,獲得氣化爐的全局TS模糊模型,并在此模型基礎上,設計了氣化爐系統(tǒng)時變CARIMA模型受限模糊預測控制器,獲得較好的控制效果。
　　 5、針對IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)電力生產(chǎn)的實際運行需求,從氣化島整體出發(fā),結合輸運床氣化爐和空分精餾塔模型,分析了IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和氣化島的控制要求,并借鑒火電機組的協(xié)調控制思想,在氣