5.基于神经网络控制的给水系统

神经网络控制系统是由大量人工处理单元（神经元）互相连接而成的网络，其仿照人类神经结构，具备其他系统没有的自我学习能力，这让他能够对输入的信号进行自我分析对比，总结出相应的规则。这种基于人类神经结构的控制方式易于理解且精度高[7]。

1.3本文主要工作

以汽包锅炉给水系统为研究对象，针对国内外研究现状，设计给水系统并建立其模型并通过MATLAB仿真

第二章  锅炉系统简介

2.1锅炉简介

锅炉作为一种高压高负荷的能源设备，一般我们通过它将充满化学能的燃料燃烧，产生热能。然后视需求再将热能转化为其他形式的能量，既可直接用其烧水，也可通过蒸汽趋势发电机启动转化为电能。

锅炉的分类方法很多这里我们仅按用途来分类。从用途的角度分类，锅炉可以分为生活锅炉，主要用来烧水；发电站锅炉主要用来产生蒸汽驱动发电机；工业锅炉，提供生产工艺需要的蒸汽或热水[8]。

锅炉伴随着我国火电行业发展而发展，随着工业规模扩大，设备的更新和环保节能的推广，锅炉也向大容量、高热效率、低污染方向发展。锅炉系统基本结构如下图2-1。

图2-1锅炉基本结构

由上图可知，燃烧系统由燃烧嘴和炉膛组成。水汽系统由给水泵、调节阀、省煤器、汽包和循环管组成。燃烧系统生成的热量传给水汽系统，产生水蒸气D，经过过热器具备一定的温度，最后汇集到蒸汽母管。压力为PM的水蒸气经过负荷调节控制结构，提供给生产设备。同时，燃烧产生的烟气通过烟风系统先将蒸汽变成过热蒸汽再预热空气，最后排除锅炉。

2.2锅炉的技术标准要求

锅炉作为主要能源设备之一，其主要生产任务即将输入的能量转化为生产需要的热能。为了满足生产要求同时保证其安全性和经济性，减轻人力成本实现自动化。其主要要求如下：

1.控制炉膛负压稳定：炉膛负压的变化是由输入风量和输出风量的变化导致的，其扰动会引起果如热效率和安全性降低，将炉膛负压控制在一定范围内是锅炉的安全运行的前提之一。

2.保持含氧量的稳定：要使锅炉燃烧过程充分燃烧，提高锅炉的热效率，必须保持空气和燃料的比例。为了燃烧过程中不出现或者少出现黑烟或CO，需要快速而且准确的对燃烧过程调节，使空气和燃料一直处于最佳比例。

3.保持汽包水位的稳定：汽包水位的稳定不仅可以提高汽水分离速度和蒸汽的质量，而且保障锅炉的安全。为了提高热效率，现代的锅炉向着汽包容积小，蒸发量大发展，这使得汽包水位变化非常迅速，烧成干锅或是汽包爆满就是一瞬间的功夫。水位过高会加大汽水分离器的工作负荷，使蒸汽中水分过多，甚至会损坏汽轮机叶片和过热器，直接影响到机组的安全。因此，汽包水位的稳定非常重要，一般将其控制在±5cm。

4.保持蒸汽温度和压力稳定：蒸汽温度的不稳定会影响过热器和汽轮机的使用。蒸汽温度过低，会影响汽轮机效率。从安全性和经济性上来说，蒸汽温度保持平衡是非常重要的。至于蒸汽压力，其过高或过低对金属传输管和其他工作设备都是有害的。稳定的蒸汽压力不仅是安全的保证也是提高热效率的重要前提之一[9]。

2.3锅炉系统变量特点

锅炉的分析过程是十分复杂的，其输入输出关系基本如下图2-2，其特点基本有这几种：

1.多变量性

为了保证蒸汽质量和锅炉的安全，给水系统需要对多个变量分析。被控变量主要有：汽包水位、过热蒸汽的温度、过热蒸汽的压力、炉膛负压力以及烟气含氧量五个，主要的输入变量有：给水量、燃料用量、减温水量、送风和引风量。可见锅炉这个系统整体的复杂。 matlab锅炉全程给水控制系统设计(4):http://www.chuibin.com/zidonghua/lunwen_206549.html