專利名稱：一種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鏈條爐控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國在用工業(yè)鍋爐有五十萬臺左右，耗煤量占全國耗煤總量的30%左右，而這些工業(yè)鍋爐中絕大部分采用的是鏈條爐。與其它爐型相比，鏈條爐操作簡單、維修費用低，但也存在很多問題:熱效率低、出力不足、浪費能源、污染環(huán)境，其主要原因是鏈條爐設計陳舊，監(jiān)控手段不齊全，自控應用水平低，可操作性差。針對鏈條爐實際運行現(xiàn)狀，采用控制技術(shù)提高鍋爐運行水平顯然是一個有效的手段。現(xiàn)有技術(shù)中通常根據(jù)蒸汽壓力調(diào)整爐排轉(zhuǎn)速，根據(jù)煙氣含氧量定值調(diào)節(jié)風量，也有采用模糊控制技術(shù)的控制方法或系統(tǒng)來實現(xiàn)對鏈條爐的燃燒過程控制；由于合理的煙氣含氧量是隨負荷變化而變化，采用煙氣含氧量定值調(diào)節(jié)風量存在明顯的缺陷；同時，給煤方式是煤層厚度與爐排轉(zhuǎn)速的組合，給煤量僅僅調(diào)整爐排轉(zhuǎn)速也是不科學的，煤層過厚或過薄，轉(zhuǎn)速過快或過慢都會對鍋爐熱效率和負荷調(diào)整都有影響，給煤量及其方式應取決于負荷大小和煤質(zhì)的好壞；再有，負荷調(diào)整時先調(diào)煤后調(diào)風存在較大的滯后性，會造成負荷調(diào)整不及時?，F(xiàn)有技術(shù)沒有充分考慮這些因素，在鏈條爐實際運行中，鍋爐熱效率除與空氣過剩系數(shù)有關(guān)外，與燃煤在爐膛內(nèi)的停留時間也有很大關(guān)系，燃燒過程控制涉及爐排轉(zhuǎn)速、給煤厚度、風量等多個操作參數(shù)的綜合調(diào)整。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)仍舊存在一定的局限性和缺陷，因此開發(fā)本系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決·的問題是:解決鏈條爐負荷調(diào)整不及時的問題，解決給煤方式不合理導致的燃煤燃燒不完全的問題，解決風煤配比不合理的問題，提高鍋爐熱效率，達到降低燃料消耗的目的。—種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，設有主汽壓力調(diào)節(jié)器、風流量調(diào)節(jié)器、負荷一氧量設定器、氧量調(diào)節(jié)器、煤質(zhì)估計器、煤層厚度補償器、負荷一厚度設定器、煤層厚度調(diào)節(jié)器和主汽壓力、汽包壓力、蒸汽流量、蒸汽溫度、給水流量、給水溫度、煤層厚度、爐排轉(zhuǎn)速、風流量、煙氣含氧量測量表以及風流量執(zhí)行器、爐排轉(zhuǎn)速執(zhí)行器、煤層厚度執(zhí)行器等現(xiàn)場儀表。主汽壓力作為主汽壓力調(diào)節(jié)器的測量值，主汽壓力調(diào)節(jié)器的輸出作為風流量調(diào)節(jié)器的設定值，風流量作為風流量調(diào)節(jié)器的測量值，風流量調(diào)節(jié)器的輸出連接到風流量執(zhí)行器，根據(jù)主汽壓力測量值與主汽壓力設定值的偏差實現(xiàn)對風流量的閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)器采用PID算法。負荷一氧量設定器的輸入是蒸汽流量，負荷一氧量設定器的輸出是氧量調(diào)節(jié)器的設定值，其中氧量設定值是負荷蒸汽流量的函數(shù)，負荷一氧量設定曲線依據(jù)鍋爐制造商提供設計資料或運行操作經(jīng)驗獲得，遵循高負荷低煙氣含氧量，低負荷高煙氣含氧量原則；煙氣含氧量是氧量調(diào)節(jié)器的測量值，氧量調(diào)節(jié)器的輸出連接到爐排轉(zhuǎn)速執(zhí)行器；調(diào)節(jié)器采用PID算法，通過調(diào)節(jié)爐排轉(zhuǎn)速實現(xiàn)對煙氣含氧量的閉環(huán)控制。汽包壓力、蒸汽流量、蒸汽溫度、給水流量、給水溫度、煤層厚度、爐排轉(zhuǎn)速等測量信號是煤質(zhì)估計器的輸入?yún)?shù)，煤質(zhì)估計器依據(jù)鍋爐熱效率正平衡方程，計算燃煤的熱值，煤質(zhì)估計器的輸出是前、后時間段燃煤熱值的相對變化量，其中鍋爐熱效率按常數(shù)處理；煤質(zhì)估計器的輸出是煤層厚度補償器的輸入，煤層厚度補償器的輸出是煤層厚度設定值的修正量，燃煤熱值變大，減小煤層厚度，燃煤熱值變小，增加煤層厚度，燃煤熱值與煤層厚度設定曲線根據(jù)運行操作經(jīng)驗進行設定。負荷--厚度設定器的輸入是蒸汽流量，輸出是煤層厚度，負荷增加，煤層厚度增厚，負荷減小，煤層厚度變薄，負荷--厚度設定曲線依據(jù)運行操作經(jīng)驗獲得；負荷--厚度設定器的輸出與煤層厚度補償器的輸出之和作為煤層厚度調(diào)節(jié)器的設定值，煤層厚度作為測量值，煤層厚度調(diào)節(jié)器的輸出連接到煤層厚度執(zhí)行器，實現(xiàn)對煤層厚度的閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)器采用PID算法。本發(fā)明有益之處在于:根據(jù)主汽壓力控制風流量，負荷調(diào)整的及時性要比用主汽壓力調(diào)整給煤快；負荷一氧量設定器控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)高負荷時低煙氣含氧量，低負荷時高煙氣含氧量，保證合理的空氣過剩系數(shù)，有利于提高鍋爐熱效率；負荷增大，煤層增厚；煤質(zhì)變差，煤層變厚，使得爐排轉(zhuǎn)速比較合理，避免了高的爐排轉(zhuǎn)速下所造成的燃煤停留時間過短，燃煤燃燒不完全的問題，從而提高鍋爐熱效率。


附圖為鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式主汽壓力P連接到主汽壓力調(diào)節(jié)器的測量值端，主汽壓力調(diào)節(jié)器的輸出連接到風流量調(diào)節(jié)器的設定值端，風流量Fa連 接到風流量調(diào)節(jié)器的測量值端，風流量調(diào)節(jié)器的輸出連接到風流量執(zhí)行器，主汽壓力調(diào)節(jié)器采用PID算法，比例帶取值范圍300 400，積分時間200 300，微分時間20 30 ;風流量調(diào)節(jié)器采用PID算法，比例帶取值范圍50 70，積分時間20 30。蒸汽流量Fs連接到負荷一氧量設定器的輸入端，負荷一氧量設定器的輸出連接到氧量調(diào)節(jié)器的設定值端，煙氣含氧量Ao連接到氧量調(diào)節(jié)器的測量值端，氧量調(diào)節(jié)器的輸出連接到爐排轉(zhuǎn)速執(zhí)行器，調(diào)節(jié)器采用PID算法，比例帶取值范圍120 150，積分時間280 300。在本實施例中，負荷一氧量設定曲線是依據(jù)運行操作經(jīng)驗按如下設定:100%負荷時氧量設定值為6%，40%負荷時氧量設定值為8%，負荷在40% 100%之間變化時采用線性函數(shù)進行插值計算，當負荷大于100%時氧量設定值仍為6%，負荷小于40%時氧量設定值仍為8% ο汽包壓力、蒸汽流量、蒸汽溫度、給水流量、給水溫度、煤層厚度、爐排轉(zhuǎn)速等測量信號連接到煤質(zhì)估計器的輸入端，煤質(zhì)估計器的輸出σ是前、后時刻段燃煤熱值的相對變化量，并連接到煤層厚度補償器的輸入端，煤層厚度補償器的輸出是煤層厚度設定值的修正量。煤質(zhì)估計器，依據(jù)鍋爐熱效率正平衡方程，計算燃煤的熱值: n = (Fs* ( H1-H2)+Ck*dPb/dt)/Ft*Qdw*100%
其中，H:鍋爐熱效率，按常數(shù)計算，F(xiàn)s:蒸汽流量，HU H2分別為蒸汽、鍋爐給水的焓，可查自水和水蒸汽性質(zhì)表得到，單位Kj/kg，Ck為鍋爐蓄熱系數(shù)，單位Kj/MPa，該系數(shù)由鍋爐制造廠提供或經(jīng)過測試得到，Pb:鍋筒蒸汽壓力，F(xiàn)t:燃煤流量，是料層厚度H、爐排轉(zhuǎn)速的函數(shù)，Qdw:燃煤低位發(fā)熱值；煤質(zhì)估計器輸出為:前、后時段燃煤熱值的相對變化量ο = (Qdw (k) - Qdw (k_l))/ Qdw (k)*100%
其中Qdw (k)為當前時間段的燃煤低位發(fā)熱值。煤層厚度補償器:在本實施例中，燃煤熱值一煤層厚度設定曲線是依據(jù)運行操作經(jīng)驗如下設定:前、后時刻段燃煤熱值的相對變化量。在-10% 10%變化范圍內(nèi)進行線性補償，σ〈=-10%時，煤層厚度減少20mm，σ >=10%時，煤層厚度增加20mm。蒸汽流量Fs連接到負荷一厚度設定器的輸入端，負荷一厚度設定器的輸出與煤層厚度補償器的輸出之和連接到煤層厚度調(diào)節(jié)器的設定值端，煤層厚度H連接到煤層厚度調(diào)節(jié)器的測量值端，煤層厚度調(diào)節(jié)器的輸出連接到煤層厚度執(zhí)行器，調(diào)節(jié)器采用PID算法，比例帶取值范圍60 80，積分時間50 60。在本實施例中，負荷一厚度設定曲線是依據(jù)運行操作經(jīng)驗如下設定:大于等于100%負荷時厚度設定值為120mm，小于等于30%負荷時厚度設定值為60mm，負荷在30% 100%之間變化時采用線性函數(shù)進行插值計 算。
權(quán)利要求
1.一種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于:設有主汽壓力調(diào)節(jié)器、風流量調(diào)節(jié)器、負荷--氧量設定器、氧量調(diào)節(jié)器、煤質(zhì)估計器、煤層厚度補償器、負荷--厚度設定器、煤層厚度調(diào)節(jié)器和主汽壓力、汽包壓力、蒸汽流量、蒸汽溫度、給水流量、給水溫度、煤層厚度、爐排轉(zhuǎn)速、風流量、煙氣含氧量測量表以及風流量執(zhí)行器、爐排轉(zhuǎn)速執(zhí)行器、煤層厚度執(zhí)行器等現(xiàn)場儀表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征還包括:主汽壓力作為主汽壓力調(diào)節(jié)器的測量值，主汽壓力調(diào)節(jié)器的輸出作為風流量調(diào)節(jié)器的設定值，風流量作為風流量調(diào)節(jié)器的測量值，風流量調(diào)節(jié)器的輸出連接到風流量執(zhí)行器，根據(jù)主汽壓力測量值與主汽壓力設定值的偏差實現(xiàn)對風流量的閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)器采用PID算法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征還包括:負荷一氧量設定器的輸入是蒸汽流量，負荷一氧量設定器的輸出是氧量調(diào)節(jié)器的設定值，其中氧量設定值是負荷蒸汽流量的函數(shù)，負荷一氧量設定曲線依據(jù)鍋爐制造商提供設計資料或運行操作經(jīng)驗獲得，遵循高負荷低煙氣含氧量，低負荷高煙氣含氧量原則；煙氣含氧量是氧量調(diào)節(jié)器的測量值，氧量調(diào)節(jié)器的輸出連接到爐排轉(zhuǎn)速執(zhí)行器；調(diào)節(jié)器采用PID算法，通過調(diào)節(jié)爐排轉(zhuǎn)速實現(xiàn)對煙氣含氧量的閉環(huán)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征還包括:汽包壓力、蒸汽流量、蒸汽溫度、給水流量、給水溫度、煤層厚度、爐排轉(zhuǎn)速等測量信號是煤質(zhì)估計器的輸入?yún)?shù)，煤質(zhì)估計器依據(jù)鍋爐熱效率正平衡方程，計算燃煤的熱值，煤質(zhì)估計器的輸出是前、后時間段燃煤熱值的相對變化量，其中鍋爐熱效率按常數(shù)處理；煤質(zhì)估計器的輸出是煤層厚度補償器的輸入，煤層厚度補償器的輸出是煤層厚度設定值的修正量，燃煤熱值變大，減小煤層厚度，燃煤熱值變小，增加煤層厚度，燃煤熱值與煤層厚度設定曲線根據(jù)運行操作經(jīng)驗進行設定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征還包括:負荷一厚度設定器的輸入是蒸汽流量，輸出是煤層厚度，負荷增加，煤層厚度增厚，負荷減小，煤層厚度變薄，負荷一厚度設定曲線依據(jù)運行操作經(jīng)驗獲得；負荷一厚度設定器的輸出與煤層厚度補償器的輸出之和作為煤層厚度調(diào)節(jié)器 的設定值，煤層厚度作為測量值，煤層厚度調(diào)節(jié)器的輸出連接到煤層厚度執(zhí)行器，實現(xiàn)對煤層厚度的閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)器采用PID算法。
全文摘要
一種鏈條爐節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)主汽壓力調(diào)節(jié)風量，根據(jù)煙氣含氧量調(diào)節(jié)爐排轉(zhuǎn)速，根據(jù)負荷和煤質(zhì)調(diào)節(jié)煤層厚度。本發(fā)明的有益之處在于，負荷調(diào)整的及時性要比用主汽壓力調(diào)整給煤快；負荷—氧量設定器控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)高負荷時低煙氣含氧量，低負荷時高煙氣含氧量，保證合理的空氣過剩系數(shù)，有利于提高鍋爐熱效率；負荷增大，煤層增厚；煤質(zhì)變差，煤層變厚，使得爐排轉(zhuǎn)速比較合理，避免了高的爐排轉(zhuǎn)速下所造成的燃煤停留時間過短，燃煤燃燒不完全的問題，從而提高鍋爐熱效率。
文檔編號F22B35/00GK103234190SQ20131017479
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者于現(xiàn)軍, 呂偉軍 申請人:北京和隆優(yōu)化科技股份有限公司