[發明專利]鍋爐燃燒控制系統和方法

有效

• 申請號: 201810171147.5
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108592080B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 張曉宇;付林;沈亞東;劉秋生;張俊杰;范永勝;沈奇;李益國;沈炯
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;北京國華電力有限責任公司;神華國華（北京）電力研究院有限公司;東南大學
• 主分類號: F23N3/00
• 分類號: F23N3/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陸文超;肖冰濱

本發明提供了一種鍋爐燃燒控制系統和方法，屬于鍋爐燃燒控制技術領域。所述鍋爐燃燒控制系統包括：接收模塊，用于在每一個時刻接收當前時刻的所述鍋爐的燃燒效率和氮氧化物含量；處理模塊，用于根據所述當前時刻的所述燃燒效率和所述氮氧化物含量通過極值搜索算法得到所述鍋爐的每層二次風門的當前時刻的開度值；以及控制模塊，用于根據所述當前時刻的開度值來控制所述鍋爐的每層二次風門的開度。通過上述技術方案，本發明不依賴于燃燒系統的數學模型，具有良好的控制品質和魯棒性，很好地實現了燃燒系統的優化運行。

技術領域

本發明涉及鍋爐燃燒控制技術，具體地涉及一種鍋爐燃燒控制系統和方法。

背景技術

隨著對改善大氣環境質量，保護生態環境的重視，國家對電站鍋爐污染物排放的標準越來越嚴格。比如我國最新排放標準要求燃煤電廠的氮氧化物(NOx)排放濃度應低于100mg/Nm3。

目前，控制NOx排放的措施大致分為兩類：第一類是在燃燒過程中減少新生成的NOx的措施，包括各種低氮燃燒技術，如低氮燃燒器、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒等；第二類是在燃燒后脫除已生成的NOx，如選擇性非催化還原技術(SNCR-Selective Non-Catalytic Reduction)和選擇性催化還原技術(SCR-Selective Catalytic Reduction)。由于低氮燃燒技術能夠大幅降低爐膛出口的NOx排放濃度，同時大幅降低煙氣脫硝的運行成本，因此在我國現役火電機組中獲得了普遍應用。對于采用低氮燃燒技術的鍋爐來講，當負荷和煤質都比較穩定時，通過一定的燃燒調整手段改變運行參數，容易獲得較高的燃燒效率和較低的NOx排放；然而由于目前火電機組參與調峰和調頻，其負荷變化比較頻繁，加上煤質多變，很容易偏離低氮燃燒的設計工況，其結果是不但不能很好地兼顧鍋爐的經濟性和排放，反而會造成爐膛結焦、燃燒器區域水冷壁高溫腐蝕、灰渣含碳量高等問題，所以采用常規動態優化控制算法控制很難達到預期效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種鍋爐燃燒控制系統和方法，用于解決自動有效地控制鍋爐燃燒的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種鍋爐燃燒控制系統，該系統包括：接收模塊，用于在每一個時刻接收當前時刻的所述鍋爐的燃燒效率和氮氧化物含量；處理模塊，用于根據所述當前時刻的所述燃燒效率和所述氮氧化物含量通過極值搜索算法得到所述鍋爐的每層二次風門的當前時刻的開度值；以及控制模塊，用于根據所述當前時刻的開度值來控制所述鍋爐的每層二次風門的開度。

可選地，所述處理模塊包括：目標函數計算模塊，用于將所述燃燒效率和所述氮氧化物含量轉化為單目標的目標函數，并在每一個時刻根據所述當前時刻的所述燃燒效率和所述氮氧化物含量計算得到所述當前時刻的目標函數值；以及極值搜索模塊，用于在每一個時刻根據所述當前時刻的目標函數值利用極值搜索算法計算得到所述鍋爐的每層二次風門的當前時刻的開度值。

可選地，所述極值搜索模塊包括：性能指標誤差計算單元，用于在每一個時刻根據上一時刻的性能指標誤差及當前時刻和上一時刻的目標函數值來計算當前時刻的性能指標誤差；控制量估計單元，用于在每一個時刻針對每層二次風門根據上兩個時刻的估計值和當前時刻的性能指標誤差得到每層二次風門的當前時刻的估計值；以及開度值計算單元，用于根據每層二次風門的當前時刻的估計值得到每層二次風門的當前時刻的開度值。