Tên luận án:
XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN PHỤ TẢI NHIỆT PHỤC VỤ VẬN HÀNH TỐI ƯU NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN ÁP SUẤT CẬN TỚI HẠN
Ngành:
Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu hệ điều khiển phụ tải nhiệt cho nhà máy nhiệt điện đốt than áp suất cận tới hạn tại Việt Nam, một lĩnh vực có vai trò quan trọng trong an ninh năng lượng nhưng còn phụ thuộc nhiều vào công nghệ nước ngoài. Vấn đề chính là chi phí sản xuất cao và nhu cầu tối ưu hóa vận hành để tiết kiệm nhiên liệu. Mục tiêu của luận án là nâng cao chất lượng hệ điều khiển phụ tải nhiệt nhằm tích kiệm nhiên liệu, với đối tượng nghiên cứu là hệ điều khiển phụ tải nhiệt nhà máy nhiệt điện đốt than áp suất hơi cận tới hạn, đặc biệt là cấu trúc điều khiển phối hợp. Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm, bao gồm việc xây dựng mô hình điều khiển động học dựa trên phương pháp cân bằng năng lượng trực tiếp và số liệu vận hành thực tế của nhà máy, mô hình hóa mô phỏng, và kiểm chứng bằng thiết bị mô phỏng thời gian thực sử dụng bộ điều khiển công nghiệp và Card DSP. Các đóng góp và kết quả chính của luận án bao gồm: xây dựng thành công mô hình động học và điều khiển phụ tải nhiệt, xem xét các đặc tính vật lý của các mạch vòng cơ sở trong lò hơi (oxy dư, áp suất buồng đốt, mức nước bao hơi, hơi quá nhiệt) và cụm Tuabin – Máy phát. Luận án đề xuất một cấu trúc điều khiển phối hợp mới, được đánh giá ổn định theo tiêu chuẩn tối ưu và tiết kiệm nhiên liệu khi vận hành. Đặc biệt, việc ứng dụng mạng Nơron-Fuzzy đã góp phần nâng cao chất lượng hệ điều khiển phụ tải nhiệt, và các kết quả này đã được kiểm nghiệm thực tế thông qua thiết bị mô phỏng thời gian thực, mở ra khả năng ứng dụng điều khiển thông minh hóa trong nhà máy nhiệt điện.
Mục lục chi tiết:
-
MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của luận án
- 2. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- a. Mục tiêu của luận án
- b. Đối tượng nghiên cứu
- c. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
- 3. Phương pháp nghiên cứu
- 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- 5. Đóng góp mới của đề tài nghiên cứu
- 6. Cấu trúc của luận án
-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ ĐIỀU KHIỂN PHỤ TẢI NHIỆT NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN
- 1.1 Tổng quan về công nghệ nhiệt điện
- 1.1.1 Phân loại
- 1.1.2 Phân loại nhà máy nhiệt điện theo tuabin
- 1.1.3 Phân loại nhà máy nhiệt điện theo áp suất hơi
- 1.1.4 Nguyên lý làm việc cơ bản của NMNĐ đốt than phun áp suất cận tới hạn
- 1.2 Tổng quan về hệ điều khiển phụ tải nhiệt
- 1.2.1 Các quá trình và các mạch vòng điều khiển cơ bản của hệ phụ tải nhiệt
- 1.2.2 Cấu trúc tổng quát hệ điều khiển phụ tải nhiệt
- 1.2.3 Các cấu trúc điều khiển của hệ phụ tải nhiệt trong nhà máy nhiệt điện
- 1.3 Tổng quan những vấn đề nghiên cứu hệ điều khiển phụ tải nhiệt
- 1.3.1 Những nghiên cứu cơ bản cấu trúc điều khiển phối hợp
- 1.3.2 Cấu trúc điều khiển phối hợp thường dùng trong thực tế
- 1.3.3 Những công trình nghiên cứu về thiết kế hệ điều khiển phụ tải nhiệt nhà máy nhiệt điện đốt than phun
- 1.4 Định hướng nghiên cứu
-
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN PHỤ TẢI NHIỆT
- 2.1 Xây dựng mô hình điều khiển hệ phụ tải nhiệt theo cấu trúc điều khiển và thông số nhà máy nhiệt điện Hải Phòng
- 2.1.1 Phương pháp xây dựng mô hình điều khiển phụ tải nhiệt
- 2.1.2 Các quá trình cơ bản trong lò hơi
- 2.1.3 Phương pháp xây dựng các mạch vòng cơ bản điều khiển lò hơi
- 2.1.4 Phương pháp xây dựng mô hình quá trình truyền nhiệt sinh hơi
- 2.1.5 Phương pháp xây dựng mô hình hệ tuabin – máy phát
- 2.2 Xây dựng mô hình điều khiển lò hơi theo thông số nhà máy nhiệt điện Hải Phòng
- 2.2.1 Yêu cầu than cấp vào lò
- 2.2.2 Cân bằng nhiệt tổng quát trong lò hơi
- 2.2.3 Đông lực học quá trình truyền nhiệt sinh hơi
- 2.2.4 Mạch vòng điều khiển cấp liệu
- 2.2.5 Mạch vòng điều khiển khói gió
- 2.2.6 Mạch vòng điều khiển cấp nước cho lò hơi
- 2.2.7 Mạch vòng điều khiển hơi quá nhiệt
- 2.3 Xây dựng mô hình điều khiển tua bin và máy phát
- 2.3.1 Động học các quá trình trong tuabin
- 2.3.2 Động lực học máy phát
- 2.4 Mô phỏng hệ điều khiển phụ tải nhiệt nhà máy nhiệt điện Hải Phòng
- 2.5 Thiết kế điều khiển phối hợp phát triển trên cấu trúc điều khiển của Flynn
- 2.5.1 Đề xuất cấu trúc điều khiển phối hợp mới
- 2.5.2 Thiết kế các bộ điều khiển trong cấu trúc điều khiển phối hợp mới
- 2.5.3 Mô phỏng và đánh giá cấu trúc điều khiển phối hợp mới với các cấu trúc khác và với hai cấu trúc điều khiển đơn biến của hệ phụ tải nhiệt
- 2.5.4 Đánh giá hệ điều khiển theo chỉ tiêu vận hành tối ưu
-
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN VÀ MẠNG NORON - FUZZY ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN PHỤ TẢI NHIỆT
- 3.1 Các chỉ tiêu vận hành tối ưu đối với nhà máy nhiệt điện đốt than
- 3.2 Dùng giải thuật di truyền để tìm tham số tối ưu của bộ điều khiển theo tiêu chuẩn Jn và Jf
- 3.3 Ứng dụng mạng Noron - Fuzzy để thiết kế điều khiển bù nhiễu
- 3.3.1 Ảnh hưởng của nhiễu đến hệ điều khiển phụ tải nhiệt và đề xuất giải pháp khắc phục
- 3.3.2 Ứng dụng mạng Noron - Fuzzy để thiết kế điều khiển bù nhiễu
- 3.3.3 Thiết kế mô hình mẫu sử dụng mạng Noron
- 3.3.4 Thiết kế khâu bù nhiễu lò hơi và tuabin
- 3.3.5 Kết quả mô phỏng
-
CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG THIẾT BỊ MÔ PHỎNG THỜI GIAN THỰC ĐỂ KIỂM CHỨNG, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN HỆ PHỤ TẢI NHIỆT NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
- 4.1 Khái quát chung thiết bị mô phỏng thời gian thực
- 4.1.1 Nguyên lý về thiết bị mô phỏng thời gian thực
- 4.1.2 Chọn cấu hình thiết bị mô phỏng thời gian thực để đánh giá hệ điều khiển phụ tải nhiệt
- 4.2 Nghiên cứu đánh giá điều khiển hệ phụ tải nhiệt trên thiết bị mô phỏng thời gian thực
- 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị mô phỏng thời gian thực DSP1104 - AC 800M
- 4.2.2 Cấu trúc thiết bị mô phỏng thời gian thực với AC800M - DSP1104
- 4.2.3 Kết quả xây dựng mô hình
- 4.3 Nghiên cứu đánh giá điều khiển bù nhiễu cho hệ phụ tải nhiệt trên thiết bị mô phỏng thời gian thực
-
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Các kết quả đạt được của luận án
- Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo