[發明專利]熱水鍋爐自動化控制方法

有效

• 申請號: 201810004317.0
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108332424B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 張克偉;柳行
• 申請（專利權）人: 大唐東北電力試驗研究所有限公司
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發明涉及一種熱水鍋爐自動化控制方法，包括：基于出水流量及出水溫度計算鍋爐負荷；基于鍋爐負荷和總風量自適應修正程序，計算獲得最終所需的總風量；基于鍋爐負荷、氧量、床溫及床壓參數，計算獲得一次風總風量。本發明以出水溫度和出水流量為控制核心，通過負荷控制、燃料控制、一次風控制、二次風控制、氧量控制、床溫控制等控制策略，實現了鍋爐的自動化控制。

技術領域

本發明屬于城市供熱鍋爐控制技術領域，尤其涉及一種熱水鍋爐自動化控制方法。

背景技術

隨著集中供熱方式在城市中的廣泛應用，大型城市供熱鍋爐已逐漸取代小區供熱鍋爐，實施城市集中供熱，采用大型城市供熱鍋爐不僅能夠減輕大氣污染，提高能源利用效率，節省開支，優化管理，更易于實現科學管理，提高供熱質量。

大型城市供熱鍋爐多采用循環流化床鍋爐(CFB)，其主要原因在于CFB鍋爐不同于煤粉爐，其燃料適用性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、負荷調節比大、負荷調節快等優點，然而由于CFB鍋爐的自身特點，運行操作方式不同于層燃爐和煤粉爐，一旦運行中不能滿足其熱工參數的特殊要求，極易造成鍋爐出力不足、燃燒效率低、床溫偏高等現象，嚴重時更會導致結焦停爐。

在自動控制方面，由于供熱鍋爐多為熱水鍋爐，其控制難點除了CFB鍋爐自有的變量之間耦合嚴重等問題，根據熱負荷計算公式：

Q_熱＝3600*4.19*F_出水流量*(T_出水溫度-T_回水溫度)；

熱水鍋爐負荷并不僅取決于出水流量，還同時受出水溫度和回水溫度共同影響，這也導致了這種類型鍋爐全自動控制的實現更為困難。

對于熱水鍋爐這種爐型，受其應用范圍的限制，目前并沒有相對比較完善的自動控制策略，而供熱鍋爐的熱負荷又需要根據熱網的需求頻繁發生變化，采用手動控制負荷的方式不僅會增加運行人員的操作量也同時增大了鍋爐過程參數調整過程中的波動。因此，需要一種應用于熱水鍋爐的自動控制方案。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種熱水鍋爐自動化控制方法，以出水溫度和出水流量為控制核心，通過負荷控制、燃料控制、一次風控制、二次風控制、氧量控制、床溫控制等控制策略，實現鍋爐的自動化控制。

本發明提供了一種熱水鍋爐自動化控制方法，包括：

基于出水流量及出水溫度計算鍋爐負荷；

基于鍋爐負荷和總風量自適應修正程序，計算獲得最終所需的總風量；

基于鍋爐負荷、氧量、床溫及床壓參數，計算獲得一次風總風量。

進一步地，基于出水流量及出水溫度計算鍋爐負荷，包括：

獲取出水流量及出水溫度的設定值，并對設定值輸出進行不同的速率限制，由循環水泵直接對出水流量進行調節；

通過熱負荷計算模塊計算，得到鍋爐當前的熱負荷設定值，并通過熱負荷折算函數得到負荷調節的粗調前饋；

將出水溫度作為PID閉環調節的控制量，通過PID運算輸出鍋爐負荷。

進一步地，基于鍋爐負荷、氧量、床溫及床壓參數，計算獲得一次風總風量，包括：

通過鍋爐負荷對應一次風量函數得到一次風粗調風量；

通過鍋爐負荷對應床溫函數得到當前負荷下的理論床溫值，并以此作為床溫補償PID的設定值，PID輸出為床溫補償一次風量；

通過床壓對應補償一次風量函數得到床壓補償一次風量。