Estimación de Estado y Control de un Gasificador de Carbón en Lecho Fluidizado Presurizado

Resumen

El número de fluidización (N f ) indica la calidad de la fluidización de un lecho fluidizado, por lo tanto es una variable importante pero difícil, sino imposible, de medir directamente. En este trabajo se propone una estructura de estimación de estado y control del N f para un gasificador de carbón en lecho fluidizado. La estructura de estimación se basa en un modelo del proceso, ecuaciones complementarias y la combinación de estimadores de estado clásicos, lo cual permite reconstruir el N f con la información de otras variables directamente medibles. Con base en el estimador diseñado se proponen lazos de control realimentado para el N f y para la concentración de hidrógeno. El esquema completo se prueba mediante simulación ante cambios en los parámetros del modelo, las entradas al proceso y las referencias de los controladores generando resultados totalmente satisfactorios.

Abstract

Fluidization number (N f ) is an index of fluidization quality, therefore it is a critical variable. However, this variable has not a direct measurement. In this work a structure of estimation state and control of N f is propossed for a coal gasifier in a pressurized fluidized bed. The proposed estimation structure is based on process model, complementary equations, and the combination of classic estimators in order to obtain the N f based on the information of other directly mesaured variables. Based on designed estimator, control loops for N f and hydrogen concentration are proposed. The full structure is analized with changes in inputs and set points, finding totally corrects results.

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