[發(fā)明專利]基于PLC的低氮燃燒控制方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410341338.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN104075340A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海鵬;喻玫;蔡芃;張巍;趙超;范國朝;任旻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): F23N3/00
• 分類號(hào): F23N3/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 劉劍波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鍋爐優(yōu)化燃燒控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于PLC的低氮燃燒控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

2012年國家環(huán)保部出臺(tái)了新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，明確規(guī)定了燃煤電廠的氮氧化物(NOx)嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)燃煤電廠相繼進(jìn)行了針對(duì)鍋爐的低氮燃燒改造工程。低氮燃燒改造工程完成之后，要取得理想的低氮燃燒效果，既要考慮鍋爐效率又要兼顧氮氧化物排放，這就要求必須同時(shí)處理好煤粉、二次風(fēng)及分離式燃盡風(fēng)(Separate?Over?Fire?Air，簡稱：SOFA)的配比關(guān)系。

目前，在采用低氮燃燒技術(shù)的燃煤電廠鍋爐上，一般采用通過負(fù)荷指令來調(diào)節(jié)主燃燒區(qū)域二次風(fēng)及SOFA風(fēng)的方法來調(diào)整燃燒，控制氮氧化物的排放，即通過負(fù)荷-風(fēng)量(二次風(fēng)及SOFA風(fēng)風(fēng)量)設(shè)定函數(shù)F(x)來控制各個(gè)風(fēng)門的開度。這種控制方式的實(shí)現(xiàn)通過DCS(Distributed?Control?System，分布式控制系統(tǒng))系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)算法塊的組態(tài)來實(shí)現(xiàn)。

上述基于DCS系統(tǒng)通過負(fù)荷-風(fēng)量設(shè)定函數(shù)F(x)來控制配風(fēng)的方式，考慮因素只有負(fù)荷，當(dāng)負(fù)荷確定時(shí)，各個(gè)二次風(fēng)及SOFA風(fēng)配風(fēng)方案也是確定的。在這種控制方式下，負(fù)荷不發(fā)生改變，但鍋爐煤質(zhì)、磨煤機(jī)運(yùn)行方式、氮氧化物排放等因素發(fā)生改變時(shí)，鍋爐燃燒特性也隨之發(fā)生改變，原有二次風(fēng)及SOFA風(fēng)配風(fēng)方案已不適用此時(shí)的燃燒特性，這種控制方式下二次風(fēng)及SOFA風(fēng)配風(fēng)方案不能同步隨鍋爐燃燒特性調(diào)整，造成配風(fēng)方案與燃燒特性需求不匹配，最終導(dǎo)致NOx值排放與鍋爐燃燒效率都受到不利影響。這種控制方式相對(duì)來說是一種粗放式的控制方式，不具備在鍋爐煤質(zhì)、磨煤機(jī)運(yùn)行方式、NOx排放等因素發(fā)生變動(dòng)時(shí)低氮燃燒最優(yōu)控制的能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于PLC的低氮燃燒控制方法和系統(tǒng)，可編程控制器PLC根據(jù)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)確定相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門指令，并根據(jù)氮氧化物實(shí)測(cè)值對(duì)SOFA風(fēng)門指令進(jìn)行修正，從而有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于PLC的低氮燃燒控制方法，包括：

可編程控制器PLC根據(jù)分布式控制系統(tǒng)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中獲取相對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和分離式燃盡風(fēng)SOFA風(fēng)門開度指令，以及相對(duì)應(yīng)的氮氧化物排放目標(biāo)值；

PLC將二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令分別對(duì)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制；

PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測(cè)值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量；

PLC將SOFA風(fēng)門偏置量與當(dāng)前從低氮燃燒控制模型中獲取的SOFA風(fēng)門開度指令疊加，以得到經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令；

PLC將經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制。

在一個(gè)實(shí)施例中，PLC將DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測(cè)值，以及相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令、SOFA風(fēng)門開度指令及SOFA風(fēng)門偏置量存儲(chǔ)到低氮燃燒控制模型中，以便修正優(yōu)化燃燒控制模型。

在一個(gè)實(shí)施例中，PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測(cè)值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量的步驟包括：

PLC在到達(dá)第n個(gè)計(jì)算周期時(shí)，計(jì)算當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值SP_n與當(dāng)前氮氧化物實(shí)測(cè)值PV_n的差值Error_n；

確定Error_n所屬的區(qū)間X以及Error_n-1所屬的區(qū)間Y；

根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Z，其中控制參數(shù)Z包括比例系數(shù)C_P，積分系數(shù)C_I，微分系數(shù)C_D；