Удосконалення системи автоматичного керування котельним агрегатом на основі ПІД-регулятора

Abstract

Котельні агрегати є ключовими елементами теплотехнічних систем промислових об’єктів та комунального господарства. Ефективність їхньої роботи визначає рівень енергоспоживання, надійність теплозабезпечення та екологічні показники. Якість автоматичного регулювання температури, тиску пари та співвідношення «паливо–повітря» суттєво впливає на стабільність горіння, повноту використання палива та дотримання вимог безпеки. Багато діючих систем керування використовують ПІД-регулятори з фіксованими параметрами, не адаптовані до змін теплового навантаження, нелінійності процесів горіння, теплової інерційності котла та змінних властивостей палива. Це призводить до збільшення перехідних процесів, коливань регульованих параметрів, перевитрат палива та зниження ресурсу обладнання. Тому удосконалення ПІД-керування, оптимізація його параметрів і впровадження адаптивних алгоритмів є актуальним завданням для підвищення ефективності та стійкості роботи котельних агрегатів.

Boiler units are key components of thermal engineering systems in industrial facilities and municipal utilities. Their operational efficiency determines energy consumption levels, the reliability of heat supply, and environmental performance. The quality of automatic control regarding temperature, steam pressure, and the fuel-to-air ratio significantly impacts combustion stability, fuel utilization efficiency, and safety compliance. Many existing control systems employ PID controllers with fixed parameters that are not adapted to fluctuations in thermal load, the non-linear nature of combustion processes, boiler thermal inertia, or variable fuel properties. This leads to prolonged transient processes, oscillations in controlled parameters, excessive fuel consumption, and reduced equipment service life. Consequently, enhancing PID control, optimizing its parameters, and implementing adaptive algorithms are crucial tasks for improving the efficiency and operational stability of boiler units.