[发明专利]一种BFG锅炉负压优化控制方法

说明书

一种BFG锅炉负压优化控制方法，包括如下步骤：炉膛负压测量值减去炉膛负压设定值得到炉膛负压偏差信号；炉膛负压偏差信号输入PI控制器，PI控制器计算PI运算输出量；氧量校正后的送风量乘以前馈增益得到送风量前馈运算输出量；高炉煤气总管压力乘以前馈增益得到煤气量前馈运算输出量；将PI运算输出量加上送风量前馈运算输出量以及煤气量前馈运算输出量，得到引风机变频输入量；通过引风机变频输入量调节引风机出力，进而调整炉膛负压。本发明既能使引风变频控制响应送风量变化对炉膛负压进行连续偏差调节，又能快速响应高炉煤气量的变化，从而保证炉膛压力维持微负压、稳定锅炉燃烧，抑制系统内扰，提高发电机组运行稳定性。

技术领域

本发明属于热工自动控制技术领域，具体涉及一种BFG（Blast Furnace Gas）锅炉的负压优化控制方法。

背景技术

钢厂炼钢过程中，大量产生高炉煤气，配套建设的BFG锅炉将高炉煤气充分燃烧并转化为电能量，实现了资源的二次利用。此类电站的锅炉与常规燃煤锅炉不同，它的特点是以钢铁厂的废气为燃料，没有燃料预处理的工艺过程，燃烧后的烟气可直接排放到大气，不需要对烟气进行处理。

对于常规的燃煤电厂，负荷调节一般都是根据电负荷来定汽机的负荷，汽机负荷变化反映到主蒸汽压力的变化，然后锅炉根据主蒸汽压力来调节进口燃料量。BFG锅炉的燃料直接接自钢厂高炉煤气管网，与燃煤电厂相比，没有燃料制备的过程，通常在电厂入口也不设置煤气柜，高炉煤气的用量受钢厂产气量和钢厂其它用户的影响。BFG锅炉燃料量的控制主要听从钢厂能源调度的安排，一般不能根据发电量调节。而是反过来，根据高炉煤气的量来确定机组的发电量。由于直接接自高炉煤气管网，高炉煤气的压力波动很大，在BFG锅炉的自动控制中燃烧调节很难投自动，某电厂自投运以来，燃烧调节一直运行不稳定。高炉煤气压力波动还影响炉膛负压的自动调节，再加上风门的调节精度不高，使炉膛负压的自动调节也不是很稳定。

经典负压控制策略应用于BFG锅炉效果却不甚理想。由于炼钢过程中产生的高炉煤气对BFG锅炉的燃烧产生持续的内扰，在负压自动投入情况下，炉膛压力仍会出现-200Pa至200Pa的波动，不利于锅炉主设备的安全稳定运行。炉膛正压燃烧固然存在诸多不安全因素；过低的负压燃烧则会导致部分煤气未能完全燃烧就进入烟道，同时将热能带入烟道（这样会提前加速引风机损坏和造成热量损失）。另外，大幅波动的负压会对过热气温产生持续的系统内扰，造成减温水调阀的频繁动作，缩短减温水调阀的使用寿命。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种BFG锅炉负压优化控制方法，能够在钢厂送来的高炉煤气量变化时，既能使引风变频控制响应送风量变化对炉膛负压进行连续偏差调节，又能快速响应高炉煤气量的变化，从而保证炉膛压力维持微负压、稳定锅炉燃烧，抑制系统内扰，提高发电机组运行稳定性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种BFG锅炉负压优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将通过压力变送器测得的炉膛负压测量值PV减去目标BFG锅炉的炉膛负压设定值SP得到炉膛负压偏差信号△P；

步骤二：将炉膛负压偏差信号△P输入PI控制器，PI控制器基于控制参数计算PI运算输出量U；

步骤三：将氧量校正后的送风量测量值乘以送风量前馈增益K_ff1得到送风量前馈运算输出量U_ff1；

步骤四：将高炉煤气总管压力测量值乘以煤气总管压力前馈增益K_ff2得到煤气量前馈运算输出量U_ff2；

步骤五：将PI运算输出量U加上送风量前馈运算输出量U_ff1以及煤气量前馈运算输出量U_ff2，得到引风机变频输入量，即U+U_ff1+U_ff2等于引风机变频输入量；