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二次风量及配化和燃料的物理、化学特性。 一次风的作用主要是使床料保持良好的沸腾工况，且提供燃料燃烧所需的氧气。二次风的主要作用是增大烟气的拢动，减少炉膛内的热偏差，从而降低床温，提高炉膛出口烟温，同时也能提供燃烧所需的氧气。风对锅炉的影响主要表现在风温、风量及配比。风温：风温越高，越容易使燃料中燃点较低的挥发份尽快燃烧，对锅炉的燃烧越有利。风量：风量的大小要合适。风量过大，易使过量空气系数较大，排烟损失增加。同时，烟气流速也较大，对受热面磨损加剧。风量也不能过小，否则炉内底料沸腾不好，易出现“死料”从而产生低温结焦。
同时，燃料在炉内不能很好的燃烧，使机械不完全燃烧损失增加。风太小还能使烟速减小，易使尾部受热面积灰。由于风道阻力不同，烟风系统的漏风情况等诸多因素，既使相同的两个炉的一次风量也不尽相同，具体数值可在试运行时摸索确定。循环流化床锅炉运行实践表明，随着炉内添加石灰石量的增加，脱硫效率逐渐提高。在Ca/S摩尔比小于2.5范围内，脱硫效率随Ca/S摩尔比增加提高很快。当继续增加Ca/S摩尔比时，脱硫效率增加速度会明显减慢。 而且Ca/S摩尔比过高还会带来一些副作用。比如灰渣热物理损失增大、锅炉热效率下降、NO排放浓度升高、尾部飞灰量增加、石灰石价格造成锅炉运行成本增加等。所以我们在设计锅炉时设臵合理、经济的Ca/S摩尔比为25。
对于循环流化床锅炉燃烧系统,一次风和二次风构成了燃烧用风,一次风从炉膛下部送入,主导流化的程度,二次风从炉膛中下部送入为燃烧提供充足的氧气。因为两种风是从不同的位置进入炉膛的,所以对于各个参数的影响也会不尽相同。一次风对主汽压、床温、烟气的含氧量、炉膛负压等的影响较大,而一次风对床温的影响较二次风要强一些。所以,通常可以认为,在控制燃烧系统中,用一次风量对床温、主汽压力进行调节,而用二次风量来对烟气含氧量进行调节。
在燃料量阶跃产生变化的情况下,床体温度的反应特性呈现自平衡飞升的效果,如果采用燃料量控制床体温度势必要影响锅炉运行负荷。在石灰石量阶跃变化下,床温的反应是有自平衡的响应特性,若通过改变石灰石量实施对床温的控制,则要影响烟气中二氧化硫的控制。在一次风量阶跃变化下,床温表现出飞升特性同时还具有自平衡性,但在飞升的动态过程中,他们具有逆向响应特性,所以主要通过一次风量及一次风和二次风的配比的调节实施对床温的控制。各控制量与床体温度的关系以及被控量与床温的关系如下图所示。
针对温度对象控制中出现的大延时、大迟滞的控制难题,本文引入Smith预估控制算法得到最终的Smith阶梯式广义预测控制直接算法(YSGPC),来抵消延时给系统带来的干扰,提高对迟滞系统的控制精度。控制结构如下图所示：
通过仿真实验可知,床温—一次风模型的控制在加入Smith预估算法后,系统的延迟得到改善,控制变量u的输出峰值进一步减小,且系统稳定无超调。
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