[发明专利]锅炉燃烧在线优化与燃料改良复合控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机控制系统，具体地说，是涉及一种锅炉燃烧在线优化与燃料改良复合控制系统。

背景技术

煤炭在锅炉燃烧过程中存在着一系列问题：比如煤燃点高，不易着火，热容大，不易传热。同时，煤燃烧的基本反应C+O2→CO2，在高温下易发生副反应C+CO2→2CO-热量，不仅使煤的热效率大大降低，而且造成了环境污染，化学添加剂对煤的降低着火温度和促燃环保具有重要的作用。但是添加剂在燃煤锅炉控制中一直没有得到广泛的应用并产生效益，其原因在于以前添加剂在燃煤锅炉中的添加都是粗放式的，没有控制，造成了很多问题，加少了没有起到效果，加多了会起反作用，即使通过实验得到某一煤种的正确配比，一旦煤种变换后，原先的添加剂配比也随之失效，又要重新实验相应煤种的配比，因此如何在锅炉燃烧系统中实现精确添加，对添加剂进行统一管理显得尤为重要。

对于燃煤锅炉来说，燃烧控制是其重要环节，它是一个藕合严重、具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈且幅值大的多变量系统，其中送风量、引风量、给煤量等参数的变化都将对燃烧系统产生直接影响，当波动较大时，就会造成整个燃烧系统出现振荡现象，严重影响燃煤锅炉的安全运行，同时，燃烧得不好，将直接关系燃煤锅炉煤烟的排放质量，对环境造成严重污染，因此，燃煤锅炉燃烧不仅直接影响锅炉燃烧工况的稳定，而且对节能降耗，保护环境，提高燃煤锅炉的热效率有着重要的意义。

基于此，如何发明一种锅炉燃烧在线优化与燃料改良复合控制系统，将在线寻优控制与添加剂配料控制无缝结合，实现燃煤锅炉在各种工况负荷以及煤种变化的情况下自动高效运行，是本发明主要解决的问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出了一种锅炉燃烧在线优化与燃料改良复合控制系统，系统包含的添加剂配料控制能够针对不同的煤种对添加剂实施不同的配比，对添加剂实施精确控制；在线寻优控制回路以添加剂配料控制为前馈量，以燃煤锅炉的热效率为寻优目标，通过滚动自寻优算法，不断优化风煤比，使燃煤在锅炉中得到最大程度的燃烧，从而实现锅炉的稳定运行与经济燃烧。本系统能够在各种工况负荷以及不同煤种的情况下自动高效运行的，实现了添加剂与优化控制的无缝对接，提高了锅炉的运行效率，降低了人员成本，系统自动化程度高、可靠性好。

进一步的，锅炉燃烧在线优化与燃料改良复合控制系统，包括锅炉在线寻优控制回路和添加剂配料控制回路。添加剂配料控制回路包括包括原料罐、电动调节阀、混合罐、管路和喷头等，它可以根据不同的煤种人工选择预先设定的配方，配方确定后启动配方控制系统，配料系统根据配方的设定自动控制各原料罐调节阀的开度，对添加剂实施精确配比控制并实现对煤种的添加。

 再进一步的，锅炉燃烧在线优化与燃料改良复合控制系统中的锅炉在线寻优控制回路包括燃煤锅炉、集散控制系统（DCS）、OPC通讯接口以及在线寻优控制系统，锅炉在线寻优控制回路以添加剂配料控制为前馈量，针对不同的负荷工况对燃煤锅炉的寻优方式进行切换，设定燃煤锅炉负荷值为S，选择误差为e，负荷实时值为T，则燃煤锅炉的寻优方式切换遵循如下规则：如果|S-T|＞eS，则系统采用PID控制结合添加剂配料控制前馈量，快速平稳地使燃煤锅炉负荷实时值控制到设定值附近，使系统满足|S-T|≤eS；如果|S-T|≤eS，则系统采用滚动自寻优控制结合添加剂配料控制前馈量，以燃煤锅炉的热效率为寻优目标，通过滚动自寻优算法，不断优化风煤比，使燃煤在锅炉中得到最大程度的燃烧，从而实现锅炉的稳定运行与经济燃烧。

 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明锅炉燃烧在线优化与燃料改良复合控制系统具有如下功能和优点：

（1）本发明真正实现了添加剂配料控制系统和锅炉在线优化控制系统的无缝结合，在一个计算机控制系统中实现，根据不同的煤种选择不同的添加剂配比方式，实施不同的燃烧优化方案，使燃煤在锅炉中高效燃烧，最大限度的实现了节能；

（2）本发明在一定程度上解决了燃煤锅炉对环境的污染问题，它既满足了燃料的充分燃烧，也保证了燃煤锅炉的稳定燃烧，有效地解决了烟囱冒黑烟和SO2、NOx因燃烧温度控制不稳而过量生成的环保问题，并且明显降低飞灰量和飞灰含碳量；

（3）本发明降低了工人的劳动强度，它改变了燃煤锅炉长期以来基本处于人工操作的局面，生产效率显著提高；

（4）它明显地延长了燃煤锅炉的大修周期，系统使燃煤锅炉生产运行更加平稳和更加安全，并可以延长引风机等设备的使用寿命。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。