[實(shí)用新型]惡劣工況下廣義鍋爐燃燒優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220256068.2
• 申請(qǐng)日: 2012-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202581397U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高德欣;宋群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F23N5/00
• 分類號(hào): F23N5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具體地說(shuō)，是涉及一種惡劣工況下廣義鍋爐燃燒優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)供暖鍋爐大部分以燃煤鍋爐為主，且大多上了DCS控制系統(tǒng)，但由于操作工自身原因以及鍋爐負(fù)荷經(jīng)常變化等因素影響，導(dǎo)致鍋爐系統(tǒng)自控率很低，雖然上了DCS控制系統(tǒng)，仍然采用手動(dòng)控制的方式，在一定程度上造成了能源的浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)供暖鍋爐來(lái)說(shuō)，不考慮入爐煤炭的影響，導(dǎo)致其熱效率較低最主要的原因就是天氣等因素引起來(lái)的鍋爐負(fù)荷波動(dòng)的幅度和頻率大，不同負(fù)荷工況下，運(yùn)行參數(shù)也不一樣，在變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，司爐工往往難以得知負(fù)荷變化的規(guī)律，在頻繁的操作過(guò)程中，常常因運(yùn)行參數(shù)不匹配，造成燃燒效率低下。即使強(qiáng)行采用自動(dòng)系統(tǒng)對(duì)鍋爐進(jìn)行控制，對(duì)于控制系統(tǒng)而已，在惡劣的工況條件制約下，如果一味追求鍋爐燃燒效率的“最優(yōu)”反而使得最終的效果出現(xiàn)了偏差，因?yàn)閮?yōu)化的先決條件必須是“穩(wěn)定”，當(dāng)鍋爐在惡劣工況下已經(jīng)無(wú)法保證“連續(xù)穩(wěn)定的自動(dòng)運(yùn)行”時(shí)，又何談“最優(yōu)化”。

基于此，如何解決供暖鍋爐的自動(dòng)率問(wèn)題并保證鍋爐的燃燒效率，實(shí)現(xiàn)鍋爐在各種工況負(fù)荷下全自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行且經(jīng)濟(jì)燃燒，是本發(fā)明主要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種惡劣工況下廣義鍋爐燃燒優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)具有在各種工況負(fù)荷變化情況下自動(dòng)運(yùn)行的功能，采取在鍋爐工況“惡劣時(shí)，保穩(wěn)定；穩(wěn)定中，求最優(yōu)”的策略。即當(dāng)一天中氣溫變化大造成負(fù)荷波動(dòng)明顯時(shí)，率先確保用經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化曲線控制算法使鍋爐保持相對(duì)穩(wěn)定；而如果鍋爐本身負(fù)荷就已經(jīng)比較平穩(wěn)的時(shí)候，則采用“最優(yōu)控制”對(duì)燃煤配風(fēng)進(jìn)行控制。這樣看似犧牲了部分“優(yōu)化量”，但其實(shí)卻更符合供暖鍋爐的實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)狀，真正做到“使得住，用的好”，最大限度的保證鍋爐自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)燃燒。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種惡劣工況下廣義鍋爐燃燒優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括鍋爐、DCS系統(tǒng)、OPC接口、鍋爐負(fù)荷惡劣工況下穩(wěn)定控制器與鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定工況下優(yōu)化控制器，其特征在于系統(tǒng)能夠通過(guò)鍋爐的實(shí)際工礦與負(fù)荷，自動(dòng)選擇合適的控制器，最大限度的保證鍋爐自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)燃燒。

再進(jìn)一步的，一種惡劣工況下廣義鍋爐燃燒優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)OPC接口從DCS系統(tǒng)獲得鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行負(fù)荷的判斷，如果負(fù)荷波動(dòng)較大采用穩(wěn)定控制器控制，即采用集中了優(yōu)秀操作工經(jīng)驗(yàn)的專家數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行擬人控制，使鍋爐能夠最大程度的穩(wěn)定地自動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)不考慮鍋爐優(yōu)化燃燒，只考慮穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)如果負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)采用優(yōu)化控制器控制，采用滾動(dòng)自尋優(yōu)算法，以鍋爐的熱效率為尋優(yōu)目標(biāo)，在爐膛內(nèi)的負(fù)壓穩(wěn)定的情況下不斷優(yōu)化風(fēng)煤比，使鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒，此時(shí)考慮鍋爐優(yōu)化燃燒。上述控制策略從OPC接口通過(guò)DCS系統(tǒng)作用于鍋爐上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型惡劣工況下廣義鍋爐燃燒優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)具有如下功能和優(yōu)點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)在鍋爐儀表少、精度低、死區(qū)大，負(fù)荷、煤質(zhì)不穩(wěn)定的惡劣工況下，提升了抗負(fù)荷、煤質(zhì)變化的能力及尋優(yōu)速度。完成惡劣工況下控制鍋爐燃燒長(zhǎng)期自動(dòng)、穩(wěn)定、優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低燃料消耗；

（2）系統(tǒng)具有抑制負(fù)荷波動(dòng)及煤質(zhì)波動(dòng)的功能，使燃燒更穩(wěn)定的功效，提高燃料燃燒過(guò)程中的高效使用，實(shí)現(xiàn)了能源使用的高附加值利用；

（3）系統(tǒng)在鍋爐負(fù)荷波動(dòng)大及工況條件極度惡劣不易自動(dòng)操作時(shí)，采用專家擬人控制，使操作如同人工一樣，保證了自動(dòng)控制鍋爐的長(zhǎng)期在線率；

（4）系統(tǒng)能夠自動(dòng)協(xié)同控制風(fēng)煤比，使燃煤的燃燒更充分，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所提出的一種惡劣工況下廣義鍋爐燃燒優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型提出的一種惡劣工況下廣義鍋爐燃燒優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)包括鍋爐1、DCS系統(tǒng)2、OPC接口3、惡劣工況--穩(wěn)定控制器4和穩(wěn)定工況--優(yōu)化控制器5。所述鍋爐1用DCS系統(tǒng)2進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)視，穩(wěn)定控制器4和優(yōu)化控制器5通過(guò)OPC接口3從DCS系統(tǒng)2獲取鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行負(fù)荷判斷及控制器選擇，如果鍋爐運(yùn)行在低負(fù)荷及溫度波動(dòng)比較大的情況下，采用穩(wěn)定控制器4進(jìn)行控制，如果鍋爐運(yùn)行在正常負(fù)荷，鍋爐出口溫度比較穩(wěn)定，這時(shí)采用優(yōu)化控制器5進(jìn)行控制，二者的控制信號(hào)通過(guò)OPC接口3傳給DCS系統(tǒng)2，然后通過(guò)DCS系統(tǒng)2對(duì)鍋爐1進(jìn)行控制。