[發明專利]基于規則的電站鍋爐燃燒節煤降氮控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201210141660.2
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN102654768A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 黃振江;黃孝彬;王繼明;吉云;祝敬偉
• 申請（專利權）人: 北京華電天仁電力控制技術有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

技術領域

本發明屬于燃煤火電廠控制技術領域，是一種基于對現場設備操作記錄中，尋找到最優的操作方式，將其歸納總結后形成的控制規則，并在控制裝置中實現的基于規則的控制方法和一整套相對應控制裝置。

背景技術

當前，隨著燃煤機組的發展和應用，對燃煤機組的控制深度也提出更新的要求，如對燃煤火電發電廠節能和降低NOx排放的控制。而這些參數的控制存在多參量、控制模型復雜等的特點，用常規的PID控制方式已經很難擔負這些任務，而基于模型的控制方法以及像神經網絡等涉及到高水平的人力資源，而且維護困難。

基于規則的控制方法可以很好的解決上述這些問題，通過對歷史數據的挖掘及人工分析，找出每個工況下的最優操作結果，通過規則控制方法，直接控制現場設備，完全可以有效的實現對節能降耗等用常規方法無法完成的控制。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述問題，本發明公開了一種基于規則的電站鍋爐燃燒節煤降氮控制方法，內容主要以工況優化為基本優化手段，通過數據的深層次分析和挖掘，解析運行的歷史行為，獲得運行模式知識庫，對電廠進行全廠節能綜合評估和診斷，分析節能潛力，提供用于優化操作的知識庫和規律，形成降低NOX和提高鍋爐效率的規則，通過本發明實現對現場設備控制，達到降低NOX和提高鍋爐效率的目標。

本發明具體采用以下方案。

一種基于規則的電站鍋爐燃燒節煤降氮控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）基于對現場設備的被控參數進行操作的歷史操作記錄，針對提高鍋爐效率和降低NOx排放兩個不同控制目標，尋找各種工況參數組合下對所述現場設備的被控參數的最優的操作方式，并將這些最優的操作方式匯總形成兩套控制規則；其中現場設備包括磨二次風門，燃燼風門，工況參數包括機組功率、煤質系數和磨運行配風方式；

（2）將步驟（1）中形成的相對于控制節煤及降氮兩個不同控制目標的兩套控制規則加載到PLC控制站中；

（3）在操作員站選擇提高鍋爐效率或降低NOx排放不同的控制目標指令下發給PLC控制站；

（4）PLC控制站在接到操作員站下發的控制目標指令后選擇該控制目標對應的控制規則，根據當前工況參數組合，從所述控制規則中選擇對應的對被控參數的控制值，并實時形成相應的當前操作指令下發給分散控制系統DCS；

（5）當分散控制系統DCS接收到PLC控制站下發的當前操作指令后，在分散控制系統DCS內部與原有的自動邏輯進行切換，用當前操作指令替換原有的自動邏輯指令，并通過分散控制系統DCS原有的設備手操站等，最終控制現場設備，即磨二次風門及燃燼風門。

本發明還公開了一種實現上述基于規則的電站鍋爐燃燒節煤降氮控制方法的裝置，包括計算站、操作員站、交換機、PLC維護站、PLC控制站，以及各DCS系統，其特征在于：

計算站、操作員站以及PLC維護站通過交換機與PLC控制站網絡相連；

PLC控制站與各分散控制系統DCS通過控制線和網絡相連；

計算站用于完成實時煤質系數和機組功率的計算，為PLC控制站提供當前的煤質系數及機組功率；

操作員站用于運行人員進行提高鍋爐效率或降低NOx排放的不同的控制目標指令的投切，并監視相關的工況參數、被控參數的控制值；

PLC維護站用于維護工程師維護PLC控制站的控制邏輯；

PLC控制站用于實現整個控制功能，實現實時邏輯判斷，并接受操作員站下發的控制指令，并根據計算站上傳的當前工況參數和相應的控制規則形成當前操作指令下發給各分散控制系統DCS，完成對現場設備的控制。

本發明公開裝置的操作指令最后在DCS系統切換后，送到現場進行控制。本發明可以獲得鍋爐效率與氮氧化物排放多目標優化的運行方案，實現鍋爐污染物排放最低（預設值）時的鍋爐優化運行方案，或者獲得鍋爐效率最大時的優化運行方案。

本發明相對于現有技術，具有以下有益效果：

1、找一種最新的有效的對于復雜控制對象控制方法的途徑；

對于復雜的控制對象，如鍋爐效率和NOX，由于受到多因素（煤質，負荷，運行狀態）的影響，采用常規的方法無法完成，而采用本專利的方法，通過對最優操作方式的挖掘，并對參數理論分析后，形成控制規則，方便的完成對控制目標的控制。

2、減少在系統維護過程中高智力人力的投入；