[發明專利]鍋爐優化燃燒與在線能效評測系統

無效

• 申請號: 201410134014.2
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103939940A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 高德欣;欒松鵬;楊清
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: F23N5/00
• 分類號: F23N5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于節能減排領域，涉及計算機控制系統，具體涉及一種鍋爐優化燃燒與在線能效評測系統。

背景技術

我國目前運行的多數鍋爐由于控制水平不高，其效率普遍低于國家標準。據有關機構研究，我國燃煤工業鍋爐的設計效率不低，一般為72%-80%。但實際運行熱效率大約在60%-65%，通常比鍋爐產品的鑒定熱效率低10個百分點以上，甚至還有在熱效率50%以下運行，而先進國家的燃煤工業鍋爐運行熱效率平均為80%-85%，因此，確保鍋爐經濟運行可行且具有重要意義。鍋爐熱效率則是表征鍋爐經濟運行的主要指標，它集中反映了鍋爐的運行狀況。

目前國內鍋爐的控制主要采用儀表控制和DCS集中控制兩種模式，傳統儀表控制存在著依靠手工操作、憑經驗控制等問題；DCS控制系統以人機界面的形式對鍋爐生產過程進行監控，降低了操作難度，克服了鑒于傳統儀表構成鍋爐控制系統存在的問題。然而，大部分DCS控制系統主要用于監測鍋爐系統的運行，而控制大多采用操作人員在DCS界面上設定參數的控制模式，造成了鍋爐的自動控制整體水平不高，尤其是在鍋爐控制燃燒節能方面有很大潛力可挖。而最優控制等先進算法的應用，使得計算機優化控制能夠結合DCS應用于鍋爐現場，實現鍋爐優化燃燒控制。

如果鍋爐產業能夠結合自動控制理論，那將大大提高鍋爐熱效率，這對鍋爐產業的發展能夠起到至關重要的作用。而鍋爐在線能效評測一方面可以對結合自動控制理論的優化燃燒效果進行驗證；另一方面，又能夠對鍋爐運行的經濟性有一個量的認識，并能夠指導鍋爐技術人員及鍋爐工作者了解掌握鍋爐的各項熱損失、熱效率和煤耗等參數，及時進行燃燒調整，使鍋爐保持在最佳工況下運行。

基于此，建立在鍋爐運行監控參數基礎上，對鍋爐優化燃燒并利用燃煤工業分析計算鍋爐能效是本發明主要解決的問題。

發明內容

本發明克服了現有技術和方法的不足，提出了一種鍋爐優化燃燒與在線能效評測系統，系統適用于不同燃燒方式、不同的燃料種類、不同出口工質的鍋爐，可以對鍋爐燃燒進行優化控制，并對鍋爐運行進行能效評測，使鍋爐運行在最佳工況，同時降低了人員成本。

本發明為了實現上述技術問題采用以下技術方案：

一種鍋爐優化燃燒與在線能效評測系統，由鍋爐、集散控制系統、通信模塊、優化燃燒模塊、數據庫模塊、能效評測模塊組成。鍋爐運行參數被集散控制系統獲取，通過通信模塊傳送給優化燃燒模塊，優化燃燒模塊根據選定的鍋爐燃燒方式、燃料種類、鍋爐出口工質等鍋爐參數進行優化計算控制鍋爐優化燃燒，然后數據保存于數據庫模塊中，鍋爐能效評測模塊針對選定的鍋爐參數對數據庫模塊中某時間段內的鍋爐優化運行參數進行在線能效評測，驗證優化燃燒控制效果。

進一步的，為了保證系統的通信質量，本發明采用了OPC通信技術，實現集散控制系統與優化燃燒模塊之間的數據傳輸。OPC通信模塊包含OPC上傳接口和OPC下載接口，OPC上傳接口負責將集散控制系統中的鍋爐運行參數上傳給優化燃燒模塊，OPC下載接口負責將優化燃燒模塊處理好的鍋爐運行參數傳遞給集散控制系統。

進一步的，所述優化燃燒模塊有兩種控制方式，針對不同的負荷情況對鍋爐的控制方式進行切換：

（1）采用手動控制方式，則操作人員采用手動方式對鍋爐運行狀況調節；

（2）采用自動控制方式，則鍋爐優化燃燒與在線能效評測系統根據負荷設定爐排轉速，根據風煤比設定送風量，然后根據送風量調整引風以維持負壓。優化燃燒過程中，爐排采用PID調節與自尋優調節相結合的方法，送風根據風煤比調節，爐膛負壓采用PID調節。

進一步的，所述能效評測模塊有兩種能效評測方法：正平衡法和反平衡法。選定能效評測方法后，設置鍋爐相關參數，將鍋爐運行參數導入能效評測模塊進行能效評測，根據能效評測結果評判優化燃燒效果，把握鍋爐運行狀態。

進一步的，所述一種鍋爐優化燃燒與在線能效評測系統適用于往復爐排、鏈條爐排、拋煤機爐排、流化床、水煤漿、煤粉爐等不同燃燒方式，適用于褐煤、煙煤、無煙煤、貧煤等不同的燃料種類，適用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比較，具有以下積極效果：

（1）本發明鍋爐優化燃燒與在線能效評測系統實現了在各種負荷下針對各類鍋爐自動控制鍋爐運行，大大提高鍋爐燃燒效率，極大的降低了工人的勞動強度，使得生產效率大大提高；