Système de contrôle flou en cascade pour la température de la vapeur surchauffée de la chaudière

Résumé : Les informations sur le système de régulation floue en cascade pour la température de la vapeur surchauffée des chaudières sont fournies par d'excellents fabricants de débitmètres . 1 Introduction La température de la vapeur surchauffée est un indicateur important du bon fonctionnement des chaudières. Une température trop élevée peut endommager les composants haute pression des surchauffeurs, des conduites de vapeur et des turbines à vapeur. Pour plus de fabricants de débitmètres, n'hésitez pas à nous contacter afin de sélectionner des modèles et obtenir des devis. Vous trouverez ci-dessous les détails de l'article sur le système de régulation floue en cascade pour la température de la vapeur surchauffée des chaudières. 1 Introduction La température de la vapeur surchauffée est un indicateur important du bon fonctionnement des chaudières. Une température trop élevée peut endommager les composants haute pression des surchauffeurs, des conduites de vapeur et des turbines à vapeur. L'augmentation de la poussée axiale de la turbine à vapeur provoque une surcharge du palier de butée et une augmentation de l'humidité de la vapeur à l'étage final, réduisant ainsi le rendement interne de la turbine et aggravant l'érosion des aubes. Par conséquent, pendant le fonctionnement de la chaudière, la température de la vapeur surchauffée doit être maintenue stable et proche de la valeur spécifiée. Dans les centrales électriques, la température de la vapeur d'entrée du surchauffeur haute température est modifiée par la variation du débit d'eau de désurchauffe, ce qui affecte la température de la vapeur de sortie du surchauffeur. La longueur importante des conduites de surchauffe des grandes chaudières en fait un objet à fort retard et à forte inertie. Actuellement, la plupart des centrales électriques utilisent le différentiel de température de la vapeur d'entrée comme signal supplémentaire pour la régulation de la température de la vapeur surchauffée de la chaudière. Le schéma de principe du système est présenté à la figure 1. Compte tenu du retard inertiel important et de la lenteur de la rétroaction de la valeur réglée du canal de réglage de l'objet de réglage de la température de la vapeur surchauffée, il est recommandé de trouver un signal intermédiaire provenant du canal de réglage de l'objet, plus rapide que la valeur réglée θ1, comme signal complémentaire au régulateur afin d'améliorer la dynamique du canal de modulation du sujet. Le régulateur temporel dynamique est basé sur la somme différentielle de θ1 et de ces deux signaux. Cependant, lorsque la valeur statique θ1 (après la fin du conditionnement) ne varie plus, dθ/dt = O, la température de la vapeur surchauffée θ2 doit alors être ramenée à la valeur donnée. En pratique, l'introduction du signal intermédiaire θ1 améliore dans une certaine mesure les caractéristiques dynamiques du système de contrôle. Cependant, en raison de l'influence mutuelle des différents équipements de production pendant le fonctionnement du système, des perturbations aléatoires provoquent des fluctuations de la température de la vapeur surchauffée θ2. Pour les unités d'une capacité unitaire de 300 000 unités, la température nominale de la vapeur surchauffée est de 540 °C ± 5 °C. En cas de variations fréquentes de charge et d'autres conditions instables, notamment lorsque la charge présente une plage de variation importante, les fluctuations de la température de la vapeur surchauffée dépassent même la plage de variation autorisée, ce qui compromet la sécurité de production de la centrale. De plus, ces fluctuations sont imprévisibles et ne peuvent être décrites par des modèles mathématiques précis. Étant donné que la régulation floue ne nécessite pas de modèle mathématique précis, elle présente une bonne robustesse et est particulièrement adaptée aux situations à retard important, variables dans le temps et non linéaires. En nous basant sur la situation réelle, nous proposons un système de régulation floue en cascade pour la température de la vapeur surchauffée de chaudière. 2. Conception du schéma de régulation. La régulation en cascade est une méthode efficace pour améliorer la qualité de régulation des systèmes à forte inertie et à retard pur. Son système de régulation est illustré à la figure 2. F sur la figure 2 représente la vanne de régulation du débit d'eau de désurchauffe. Afin de garantir la rapidité de la boucle auxiliaire et l'absence de différence entre la variable intermédiaire et le régulateur auxiliaire, celui-ci adopte une régulation proportionnelle ; la boucle principale adopte un régulateur flou hybride. Outre l'élimination rapide des perturbations externes à la boucle secondaire, il permet également de corriger les écarts de température de la vapeur afin de garantir la précision de la régulation. 3. Algorithmes de régulation floue. Dans ce schéma de régulation, le régulateur principal adopte un régulateur flou hybride, c'est-à-dire qu'une régulation proportionnelle-intégrale classique et un régulateur flou bidimensionnel sont connectés en parallèle. Français Le schéma-bloc de base du contrôleur flou 2D est présenté dans la Figure 3. Les sous-ensembles de variables floues du contrôleur sont définis comme : E={NB, NM, NS, ZO, PS, PM, PB} DE={NB, NM, NS, ZO, PS, PM, PB} U={NB, L'univers correspondant du traitement de quantification NM, NS, ZO, PS, PM, PB} est le suivant : E={-3,-2,-1,0,1,2,3}DE={-3,-2,-1 , 0, 1, 2, 3} U={-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3} Les fonctions d'appartenance des ensembles flous des quantités d'entrée E, DE et de sortie U sont des triangles. La prise de décision floue du contrôleur adopte l'algorithme d'inférence de type Mamdani, et le flou inverse adopte la méthode du centroïde pour obtenir la sortie de contrôle précise u1. Algorithme de régulation n conventionnel : la sortie du régulateur flou hybride est u=u1+u2. L'association de la régulation floue et du régulateur PI conventionnel confère au système de régulation non seulement les avantages d'une régulation floue flexible, d'une réponse rapide et d'une forte adaptabilité, mais aussi une grande précision de régulation PI. 4. Analyse de simulation : Les modèles mathématiques du processus contrôlé des boucles principale et secondaire utilisent respectivement le logiciel de simulation MATLAB pour simuler et comparer les deux systèmes. Sous MATLABCommandWindow « simulink », les personnes clés accèdent à l'environnement de simulation visuelle et dynamique SIMULINK. La bibliothèque de composants SIMULINK est utilisée pour construire le schéma fonctionnel de simulation de la régulation de la température de la vapeur surchauffée avec signal différentiel principal et le schéma fonctionnel de simulation de la régulation floue en cascade de la température de la vapeur surchauffée. Dans le premier système, Kp est fixé à 2 et Ti à 10. Dans le système de régulation floue en cascade, Kp de la boucle secondaire est fixé à 3,5 et les facteurs de quantification Ke, Kec et Ku de la régulation floue de la boucle principale sont respectivement de 2,2, 0,6 et 1. En régulation PI, Kp = 0,2 et Ti = 10. Les résultats de simulation montrent que le système de régulation floue en cascade de la température de la vapeur surchauffée offre un meilleur effet de régulation que le système de régulation de la température de la vapeur avec signal différentiel principal. La courbe de réponse montre que le premier système ne présente aucun dépassement, une réponse rapide, une faible erreur statique et une précision correspondante élevée. Lorsque les paramètres ou la structure de l'objet du système de régulation floue en cascade changent, il peut maintenir la rapidité de réponse et d'excellentes performances sans erreur statique ni dépassement, tout en présentant une robustesse et une adaptabilité élevées. La stratégie de régulation proposée dans cet article offre un schéma de régulation unique pour la régulation de la température de la vapeur surchauffée dans les centrales électriques. Cet article est l'intégralité de ce document. N'hésitez pas à nous contacter pour toute question concernant le choix et le devis de débitmètres de notre usine. « Système de régulation floue en cascade pour la température de la vapeur surchauffée des chaudières »

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