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电厂制粉系统防爆与控制的研究

作　者: 徐玮
导　师: 盛德仁
学　校: 浙江大学
专　业: 工程热物理
关键词: 球磨机制粉系统爆炸煤粉预测控制仿真研究
分类号: TM621
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 65次
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内容摘要

电力工业是国民经济基础产业为工业和国民经济其他部门提供基本动力,是国家经济发展中最重要的基础能源产业。近年来,随着电力行业的快速发展,电煤的需求急剧增加,受电煤价格等因素的影响,电煤供应紧张,煤炭价格居高不下。国内许多电厂纷纷开始选用价格较低但挥发份含量较高的煤,导致燃烧的电煤煤种达不到最初设计的要求,挥发份过高。由于难以保证燃烧设计的煤种,在燃用高挥发分煤种时,制粉系统运行时极易产生自燃、爆炸等隐患,严重时会导致设备损坏以至威胁人身安全。本文针对中间储仓式球磨机制粉系统出现的爆炸和自燃现象,以专业知识为指导,通过查阅大量相关国内外资料,详细阐述制粉系统爆炸的机理,深入分析球磨机制粉系统爆炸事故的原因,总结了制粉系统相关设备和系统的防爆改造措施。研究表明制粉系统爆炸事故主要原因在于煤和煤粉的积存以及球磨机出口温度控制不当等情况,针对目前运行中大多数电厂的中间储仓式制粉系统的球磨机控制都比较落后的现象,提出用智能预测控制代替传统的PID控制,通过加强对球磨机出口温度等的控制来降低球磨机制粉系统爆炸的可能性,加强制粉系统的安全运行。此外论文还综述性地介绍了中储式球磨机制粉控制系统的控制要求和控制难点、控制方法和存在问题以及建模特性等,并对制粉系统磨煤机进行模型预测控制与PID控制仿真和效果分析比较,证明模型预测控制相比于常规PID控制,球磨机出口温度等参数的控制效果有明显改善。这对进一步开展这方面的应用和研究有一定的指导意义。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外相关研究现状  10-13
  1.3 本文主要内容  13-15
2 制粉系统结构及爆炸原因分析  15-34
  2.1 制粉系统概述  15-19
    2.1.1 直吹式制粉系统  15-16
    2.1.2 中间储仓式制粉系统  16-18
    2.1.3 两种制粉系统的比较  18-19
  2.2 制粉系统的爆炸  19-27
    2.2.1 制粉系统爆炸的主要因素  20-24
    2.2.2 制粉系统常见的爆炸部位  24-26
    2.2.3 制粉系统炸的常见原因  26-27
  2.3 制粉系统的防爆措施  27-29
    2.3.1 防爆设计原则  27
    2.3.2 防爆设计注意事项  27-28
    2.3.3 防爆辅助系统  28-29
  2.4 防爆结构和工艺改造  29-33
    2.4.1 结构设计改造  29-32
    2.4.2 工艺管理的改进  32-33
  2.5 本章小结  33-34
3 制粉系统球磨机控制技术  34-56
  3.1 钢球磨煤机工作原理  35-36
  3.2 球磨机控制设计意义  36
  3.3 球磨机控制的难点  36-37
  3.4 球磨机先进控制策略的发展  37-45
    3.4.1 工业先进过程控制技术  38-43
    3.4.2 球磨机控制技术发展  43-45
  3.5 球磨机预测控制理论  45-55
    3.5.1 预测控制的发展  45-46
    3.5.2 预测控制算法基本原理  46-47
    3.5.3 预测控制算法理论  47-55
  3.6 本章小结  55-56
4 制粉系统球磨机控制方案设计  56-70
  4.1 控制任务及控制方法  56-57
  4.2 预测控制与PID控制的参数整定  57-60
  4.3 球磨机具体控制方案  60-61
  4.4 球磨机系统模型  61-62
  4.5 传统PID控制器设计  62-64
  4.6 预测控制器设计  64-65
  4.7 仿真结果分析  65-68
  4.8 结论  68-69
  4.9 本章小结  69-70
5 总结与展望  70-72
  5.1 研究工作总结  70-71
  5.2 课题展望  71-72
参考文献  72-76
作者简历  76

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