钢球磨煤机制粉系统在我国大中型燃煤电厂中广泛应用。从目前发展情况来看,其应用范围还有不断扩大的趋势。球磨机制粉系统是一个典型的多变量非线性时变系统,各控制量和被控量之间存在着相当严重的耦合,且球磨机具有纯滞后,大惯性的特点,数学模型难以建立且随时间缓慢变化。由于对象本身的复杂性,在目前国内火电机组普遍采用的单回路PID控制系统中,许多系统无法投入运行,即使勉强投入,也难以取得令人满意的控制效果,严重影响火电机组的运行经济性和安全性。因此,锅炉制粉系统控制方法的研究及现有的磨煤机控制系统改造,是热工过程控制领域的热点问题之一。 本文针对目前国内燃煤电站钢球磨煤机制粉系统运行控制过程存在的主要问题,建立了钢球磨制粉系统动态过程数学模型,并对系统的动态特性进行了较为全面的仿真,分析了在各种输入扰动情况下制粉系统输出的动态响应和制粉系统动态过程的耦合特性。在此基础上,分别建立了钢球磨煤机制粉系统的常规单回路PID控制过程仿真系统和基本模糊控制仿真系统,并对它们的控制效果进行了仿真比较,分析了两种控制各自的优缺点和存在的主要问题。 针对常规单回路PID控制系统和基本模糊控制系统各自的优缺点和存在的主要问题,本文提出了中储式钢球磨制粉系统的两种复合控制方案,即带有智能逻辑判断模块的PID控制系统和Fuzzy—PID复合控制系统,建立了上述两类复合控制系统的过程数学模型并进行了仿真研究。仿真结果表明,所提出的两类复合控制系统较常规单回路PID控制系统和基本模糊控制系统具有更好的控制效果和适应能力。 带有智能逻辑判断功能的PID控制系统,采用智能逻辑判断方法,根据磨煤机入口负压及出口温度所处的偏差区域,确定应该采用的控制操作,可以有效地避免由于各控制过程之间的相互干扰而导致总体控制效果严重恶化甚至整个控制系统无法正常投入等问题。Fuzzy—PID复合控制系统,较好地综合了模糊控制与常规控制在过程控制中的主要优点,即使在无法获得被控制对象精确数学模型的情况下,一般也能获得良好的动、静态控制性能。上述两类复合控制方案可以有效地利用现场现有的常规控制系统,现场改造工作量小,具有十分良好的推广应用价值。