[發(fā)明專利]一種鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710435719.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN107355812A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃秀霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃秀霞
• 主分類號(hào): F23N1/02
• 分類號(hào): F23N1/02;F23N5/16
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司61108
• 代理人: 張恒陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鍋爐燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

以往火電廠鍋爐燃燒控制主要依據(jù)鍋爐燃燒調(diào)整試驗(yàn)，由運(yùn)行人員根據(jù)自己的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配風(fēng)、配煤。這種做法主要存在兩個(gè)方面的問(wèn)題：

其一，由于受試驗(yàn)時(shí)間及條件的限制，燃燒調(diào)整試驗(yàn)一般只能做有限的幾個(gè)負(fù)荷及煤種工況點(diǎn)。因此鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況一般與試驗(yàn)工況有較大差異，特別是受節(jié)能減排的要求、煤炭市場(chǎng)的影響、降低運(yùn)行成本的考慮，鍋爐燃燒的煤質(zhì)往往變化較大，如果完全以燃燒調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行配風(fēng)、配煤，不能使鍋爐運(yùn)行于最佳狀態(tài)；

其二，火電廠運(yùn)行人員的操作水平客觀上存在差異，即使是同一值班員，受主觀因素的影響，在不同的時(shí)間，其運(yùn)行水平也可能存在差異。因此憑運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的鍋爐燃燒調(diào)整操作具有一定的隨意性，難以保證鍋爐處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

火電廠運(yùn)行人員進(jìn)行燃燒調(diào)整時(shí)，依靠經(jīng)驗(yàn)易實(shí)現(xiàn)局部最優(yōu)，很難實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)。運(yùn)行人員關(guān)注的目標(biāo)主要是過(guò)熱汽溫、再熱汽溫（減溫噴水）或者氮氧化物或者考慮安全性的金屬壁溫，習(xí)慣于關(guān)注單一指標(biāo)，進(jìn)行二次風(fēng)擋板（或擺角）調(diào)整，很少關(guān)注一氧化碳指標(biāo)和飛灰含碳量指標(biāo)；當(dāng)同時(shí)對(duì)于多目標(biāo)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整時(shí)，同時(shí)還要關(guān)注負(fù)荷變化和煤質(zhì)波動(dòng)，往往力不從心，需要專門一個(gè)運(yùn)行人員負(fù)責(zé)，耗費(fèi)人力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，降低人工進(jìn)行燃燒調(diào)整模糊性、隨意性，降低運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，提高火電廠自動(dòng)化水平，提高火電廠安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行水平。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于至少包括：

等溫線聲波測(cè)溫單元，由聲波傳感器、過(guò)程控制裝置和聲波測(cè)溫管理裝置組成，多個(gè)聲波傳感器與過(guò)程控制裝置連接，過(guò)程控制裝置與聲波波測(cè)溫管理裝置連接，用于通過(guò)聲波傳播路徑獲取爐膛溫度場(chǎng)信息，將溫度場(chǎng)信號(hào)傳輸至燃燒優(yōu)化單元和DCS控制單元；

燃燒優(yōu)化單元與聲波測(cè)溫管理裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置相連接，用于讀取機(jī)組相關(guān)變量數(shù)據(jù)，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化；

DCS控制單元，由DCS控制單元輸入輸出部分、DCS控制單元存儲(chǔ)部分、DCS控制單元計(jì)算部分和DCS控制單元人機(jī)接口部分組成。DCS控制單元輸入輸出部分與DCS控制單元存儲(chǔ)部分、DCS控制單元計(jì)算部分、聲波測(cè)溫管理裝置、接收數(shù)據(jù)傳輸裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，DCS控制單元計(jì)算部分與DCS控制單元輸入輸出部分、DCS控制單元存儲(chǔ)部分、DCS控制單元人機(jī)接口部分相連接，用于接收燃燒優(yōu)化單元信息，根據(jù)燃燒優(yōu)化單元信息向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送指令；

執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括鍋爐二次風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)燃燒器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、燃盡風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、燃盡風(fēng)擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)和送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中鍋爐二次風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)燃燒器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、燃盡風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、燃盡風(fēng)擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)和送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)均與DCS控制單元中的DCS控制單元輸入輸出部分相連接，并接收其發(fā)送的指令，實(shí)時(shí)調(diào)整二次風(fēng)、擺動(dòng)燃燒器、燃盡風(fēng)、燃盡風(fēng)擺角和送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的開度；

所述等溫線聲波測(cè)溫單元包括聲波傳感器、過(guò)程控制裝置和聲波測(cè)溫管理裝置，聲波傳感器安裝在鍋爐爐膛四周，爐膛壁每個(gè)面安裝兩個(gè)聲波傳感器，形成多個(gè)聲波傳播路徑；聲波傳感器信號(hào)傳送至過(guò)程控制裝置；過(guò)程控制裝置對(duì)聲波傳感器信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)算，得出溫度場(chǎng)信號(hào)；過(guò)程控制裝置將溫度場(chǎng)信號(hào)傳輸至聲波測(cè)溫管理裝置，為用戶提供實(shí)時(shí)精確的爐膛溫度場(chǎng)信息；聲波測(cè)溫管理裝置將溫度場(chǎng)信號(hào)傳輸至燃燒優(yōu)化單元和DCS控制單元。

所述DCS控制單元包括輸入輸出部分、存儲(chǔ)部分、計(jì)算部分和人機(jī)接口部分，輸入輸出部分實(shí)現(xiàn)和機(jī)組儀表及燃燒優(yōu)化單元及等溫線聲波測(cè)溫單元信息交換；存儲(chǔ)部分具備存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、信息和控制程序功能，計(jì)算部分為實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)定好的控制程序進(jìn)行計(jì)算，得出運(yùn)算結(jié)果；人機(jī)接口部分作為用戶和DCS控制單元信息交互的接口，用戶可在人機(jī)接口部分監(jiān)視等溫線聲波測(cè)溫單元溫度數(shù)據(jù)、燃燒優(yōu)化單元運(yùn)行狀態(tài)和優(yōu)化目標(biāo)值。

所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括鍋爐二次風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)燃燒器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、燃盡風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、燃盡風(fēng)擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)和送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收DCS控制單元的指令，實(shí)時(shí)調(diào)整二次風(fēng)、擺動(dòng)燃燒器、燃盡風(fēng)、燃盡風(fēng)擺角和送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的開度。

所述的一種鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，通過(guò)過(guò)采集鍋爐爐膛四周的聲波傳播路徑變化判斷溫度并據(jù)此組建閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒的優(yōu)化。