IGCC电站气化炉PID控制研究

IGCC电站气化炉PID控制研究

吴科，朱能飞

中国华电集团公司南京国电南自美卓控制系统有限公司，江苏南京 210032；

摘要：针对气化炉的非线性、多变量动态特性，提出了基于常规PID控制器的气化炉多变量控制方案，所提出的方案根据物理分析在原有控制方案的基础上改进获得。文中对控制方案进行了详细的多工况仿真测试，测试结果表明：PID控制方案能严格满足各项基准测试要求并具有良好的品质。与许多复杂控制算法（例如模型预测控制）不同，本文的控制方案基于常规PID算法，便于工程实现，对工业应用具有更好的指导意义。

关键词：IGCC电站；气化炉；非线性；多变量；PID控制

1引言
整体煤气化联合循环（IGCC）作为一种高效的清洁燃煤发电技术日益受到重视，已成为国内外的一个研究热点。IGCC主要工艺过程是：在气
化炉中煤（或其它含碳能源）、氧气、水蒸汽在一定的温度压力条件下经一系列复杂的化学反应过程，转换为中低热值的煤气，净化后的煤气送入燃气轮机燃烧做功发电后，排气进入余热锅炉产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机再带动发电机发电，从而实现了高效的整体联合循环[1]，由于实现了能量的梯级利用，因此系统具有较高的效率，且较好地解决了常规燃煤电站的环境污染问题。在整个系统中，燃气轮机及蒸汽动力系统都很成熟，其控制系统已比较完善；而对于气化炉部分，由于涉及到许多复杂的化学反应过程，是一个复杂的大滞后非线性高耦合系统，且对各种扰动的影响都很敏感，相关的控制理论和应用都不成熟。
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