原创《实现球磨机制粉系统的自动控制》：这是一篇与球磨机论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：火力发电厂厂用电是衡量发电效益的一个重要经济指标,球磨机是制粉系统的关键设备,也是厂用电的一个耗电量大户,约占火力发电厂厂用电量的15%～25%左右.自动控制程度不高,一方面增大了机组运行人员的劳动强度,另一方面,也降低的发电企业的利润增长点.多年来,火力发电厂实现球磨机自动控制一直是一项技术空白,同时也影响自动投入率的提高,如何实现筒式低速球磨机的自动控制也是发电企业力求实现的.
关键词：球磨机；制粉系统；自动控制；模糊控制
中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）32-0072-02
1 球磨机常规的自动控制方法
球磨机制粉系统是一个综合复杂风粉混合系统,是多信号输入和多信号输出的多变量强耦合综合系统.能够反映球磨机运行情况是否良好的三个主要信号为,球磨机出入口压差、球磨机入口负压和出口温度,以往常采用三套单回路PID调节分别控制,调节给煤机的给煤量控制出入口压差,调节再循环风调节控制球磨机入口风压,调节热风门控制调节球磨机的出口温度.由于制粉系统的非线性,大迟延,大惯性的特性,三套相互独立的单回路PID控制回路来控制这三个参数,每一个参数的调节都会对其他的参数产生很大的影响,所以不能把制粉系统的各个信号强行单独调剂控制,这样扰乱了的各变量之间的相互偶合关系,单回路PID调节器控制方式的采用曾在某电厂的给煤控制系统中进行自动控制的尝试,没有得到较好的控制效果,甚至还容易导致系统的不稳定.
由于球磨机长期不能实现自动控制,运行人员手动调节控制球磨机的各参数,不能保证球磨机长期在最佳工况下运行,还极易造成球磨机的不安全事件的发生.因此,实现球磨机制粉系统的自动控制,是摆在电厂热控人员面前的一个要努力解决的问题.
2 模糊控制的含义
模糊控制是对一些很难以用经典方法建立数学模型和对系统的运行工况难以用定量方法描述的控制系统中,把有经验的专家的处理思维转化成模糊语言存入控制规则库进行处理后,输出相应的控制信息,来实现控制被控对象,所以它有比常规单回路PID控制系统更能适应复杂的系统,有更好的稳定性,它能够在建立的控制规则库内搜寻专家级运行操作人员根据运行工况实际的操作数据,选取最合适系统工况的一种方式进行控制输出.
2.1 模糊控制概要
模糊控制是以包括专家模糊控制EFC（Expert Fuzzy Controller）（专家的经验和知识）、操作员的操作模式（记录操作员的操作模式）和学习模式等模糊概念在内的信息为基础,对调节对象按以下顺序决定其操作量的控制算法,即：
①if---then形式表示控制规则（Rule）.
②用计算机来实现模糊控制理论,根据模糊控制调节器的实际输入值PV,进行具体MV值的计算和输出.
2.2 模糊控制举例
首先举一个简单的例子,试考察一个如图所示的房间温度调节,通常在PID调节中使用控制算法,而对模糊控制则用日常语言来规定（控制规则）,这时的控制规则如下：
①房间冷时,加热器增强.
②房间热时加热器减弱.
下面按如图1（a）、（b）所示规定该房间热/冷,加热器的强/弱元函数.
当房间实际温度为13 ℃时,按以下顺序决定操作输出（实际加热器强度）,如图2所示.
①由控制规则①可知,在13 ℃为“冷”的元函数下的适合度为0.4倍（同图阴影所示部分）.
②对控制规则②也可以同样的顺序进行控制.
③然后合成这两个阴影所示函数,如图3所示.
实际加强热器的强度为该合成斜线的平均值,平均值的求法有：
①面积2等分等左右面积相等点.
②平均负荷等斜线面积重心点.
在这种模糊控制核心情况下的温度控制,为适合房间的温度.模糊控制规则用语言来表示的,易于被一般人所接受,也避免了温度忽高忽低,或设备的频繁动作.
3 球磨机的运行特性
作为锅炉制粉系统主要设备的球磨机,其特点是结构简单、运行安全可靠、对煤种的适应性强、维护费用低、并能长时间的稳定运行,至今国内外的大中型火电厂中仍然被广泛采用.球磨机的缺点是体积庞大运行中制粉电耗大,耗电量高,大概占厂用电的15%～25%左右,运行复杂、有强大的噪声污染.综合考虑球磨机的优缺点,在球磨机运行时应最大限度的提高球磨机磨煤出力和降低球磨机的用电单耗,从而降低发电煤耗,因此,球磨机自动控制的投入运行,可以大大提高发电企业的经济效益.
4 球磨机系统参数的测量
实现球磨机系统的自动控制,关键是球磨机在运行过程中,测量球磨机系统的各个运行参数,如球磨机的钢球最佳装载量 , 最佳存煤量, 最佳通风量,球磨机内温度,以及球磨机系统的最准确特性,并把有经验的专家级运行操作人员的处理思维转变成模糊控制语言,存入模糊控制规则库进行综合处理,建立球磨机各种状态下的运行参数的模糊控制规则数据库,对各个运行状态的数据经行模糊处理,作为球磨机的控制各个参数的控制输出,使球磨机出力最佳,电耗最低的最佳运行状态.
球磨机功率信号的测量,是球磨机实现自动控制的一个重要指标,能反应球磨机功率变量的有关参数有以下几种：
①球磨机压差,球磨机入口与出口风压压差,在一定程度上能间接反应球磨机桶内的存煤量.压差越大反应球磨桶内的存煤量越多,反之存煤量越少.
②球磨机的电机电流,球磨机电机电流随着煤量的增加而增加,但是增加到一定量时,电流会减小,电机电流也受到钢球量、风量和妹子的影响.
③振动法,通过球磨机轴承的振动速度信号来反映球磨机内的存煤量.
运行过程中球磨机的出力控制,能够反映球磨机是否在最佳的工况下运行,实现对上述多个信号的测量并进行综合模拟分析,来确定球磨机在制粉全过程中负荷的大小.球磨机桶内存煤量与球磨机的轴承振动量、出入口风差压、电动机功率和磨出力之间分别存在一定的函数对应关系,如图4所示.
从图中可以看出,球磨机在运行过程的曲线中,只有在Ⅱ区域,球磨机的运行状况为最佳工况,故应保持球磨机在Ⅱ区域工况下的高效安全经济运行.
5 球磨机的模糊控制
在充分考虑球磨机的纯迟延,非线性、强耦合、大惯性等特点,以非线性智能理论为基础,充分考虑系统的偶合问题,提高系统大范围的控制适应性,球磨机存煤量的测量,以压差、球磨机电机电流、球磨机振动、球磨机出入口温度等信号来试验调整这些参数与球磨机负荷的关系,计算输出球磨机控制信号.
当球磨机存煤量在正常范围内时,控制系统采用分级控制.对球磨机的入口负压大小、出口温度高低和负荷大小进行控制.
控制方式为：输入语言变量值为设定值SV的精确值,输出语言变量为执行单元的变化Mv的精确值,模糊控制规则为：
①if SV ②if SV>SVmax thenMv等于 -10% ③if SVmin 其中,SVmin、SVmax值为球磨机各参数正常波动的上下限范围,由运行人员根据机组实际运行工况进行手动操作设定. 6 结 论 由于球磨机制粉系统具有较强解耦性,现阶段各个电厂的DCS控制系统中没有所需的智能测量控制模块.需要配备一台上位机来进行进行编制程序,通过专家经验设计的模糊规则可以对复杂的对象进行有效的控制,一个球磨机控制系统参数优化决策平台,采用通用工控软件生成最终人机界面,将具有优化决策功能的智能化球磨机制粉系统融入到机组的DCS控制系统和DCS系统中,对于实现球磨机制粉系统自动控制的资金投入和难度不是很大,实现球磨机的自动控制具有一定的可操作性. 参考文献： [1] 姜平,蔡云达,张培华.双进双出钢球磨煤机煤位控制系统原理分析 [J]华北电力大学学报,1998,（2）. 球磨机论文参考资料： 结论：实现球磨机制粉系统的自动控制为关于本文可作为相关专业球磨机论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文球磨机论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
