工业锅炉计算机控制系统 点击:32943 | 回复:165



阿进

    
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发表于:2004-02-28 16:00:00
楼主
一、概述 在工业锅炉燃烧过程中,各项技术指标都要求限定在一定范围内。为了确保燃烧过程的稳定、可靠和经济运行,设计采用先进的变频调速技术与计算机应用技术,锅炉燃烧过程计算机自动控制装置。该装置通过检测水汽压力、温度,炉膛负压等运行物理量,通过计算机及变频器控制鼓、引风机和炉排转速,改变鼓、引风量和给煤量,使炉膛负压、汽包水位及温度控制在预定范围内,保证锅炉燃烧在最佳工况和最节能条件下运行。 本装置最突出的特点是解决了锅炉热负荷和出力之间存在着不能及时匹配的问题,即蒸汽需要量和供汽量之间不能很好地配合,供汽量或小或大,不能满足热需要量的随时变化,供汽质量较差。目前这个问题主要是依靠人工经验进行调节,而人工控制基本上始终是供汽量偏大,存在着热量的较大浪费。采用计算机应用技术、专家智能系统以及热工数学偏微分数模转换计算相结合,成功地解决了最难以解决的供汽量滞后于炉膛温度变化的传统难题。该装置可实时调节供汽量,实现了精确供汽。 二 控制设想 蒸汽锅炉燃烧系统变频调速计算机自动控制装置将变频调速技术、计算机和智能控制技术相结合,完成工业锅炉对给水、给煤、送风、引风等参数的自动控制,使锅炉汽包水位,蒸汽压力,蒸汽流量,风煤配比在专家系统控制下,实现燃烧工况自寻优控制,保持锅炉的最佳运行状态。实现工业锅炉系统安全、可靠、稳定运行和达到节能降耗的目的。 锅炉燃烧系统是一个复杂的多变量耦合系统。输入量有:给煤量、鼓风量和引风量;输出量有:蒸汽压力、炉膛负压。燃料是热量的唯一来源,给煤量的变化直接影响锅炉提供的蒸汽量,也影响汽包压力的变化,是燃烧系统的主控制量。鼓风量的变化产生不同的风煤比和相应的燃烧状况,表现出不同的炉膛温度,并决定炉膛损失的大小,直接决定着锅炉能否经济运行。在送风量改变的同进也改变引风量,使炉膛负压保持稳定,保证锅炉安全运行。这三个控制子回路组成了一个不可分割的整体,统称为锅炉燃烧控制系统,共同保证锅炉运行的机动性、经济性和安全性。 针对锅炉的燃烧过程是个复杂的物理过程,各输入,输出的耦合关系十分复杂;锅炉系统具有大的延时,并且参数是在实时时变化,难以建立精确的数学模型;锅炉的负荷变化范围从零到最大负荷量,并且是不定时变负荷。常规PID是难以实现控制的。解决这些问题的方法是采用比PID更为有效的智能控制技术-模糊控制方法。 该控制系统将人工智能引入控制方案,主汽压控制采用模糊控制的思想,以克服汽压被控对象时变、大延时的特性,以燃料量维持汽包压力恒定的主汽压调节系统;为了保证锅炉的经济燃烧,送风量的控制采用自寻优控制,以送风量维持经济燃烧的送风调节系统;炉膛负压的控制采用PID控制,以引风量维持炉膛负压稳定的炉膛负压调节系统。 主汽压基本模糊控制缺乏对具有较大纯时间滞后对象的控制能力,因此,在模糊控制系统中此入SMITH预估控制,以提高模糊控制器对趴有纯时间滞后对象的控制能力。常用的模糊控制器环节有比例输出和积分输出两种形式,前者阶跃响应快,但为有差控制,后者可接近无差控制,但响应慢,且超调较大。本系统采用二者相结合的比例积分输出结构,具有超调小、暂态时间短的优点。 模糊控制算法具有阶跃响应速度快、精确度较高、对参数变化不敏感以及整定更为容易等特点,充分体现了智能控制方法对于被对象的良好适应性。将SMITH预估引入模糊控制 器,提高了控制系统对具有纯时间滞后对象的控制能力,模糊SMITH控制无论从控制的快速性还是对参数变化的适应性常规SMITH控制优越的多。 影响锅炉燃烧系统的工况参数很多,又存在纯时滞,很难建立起准确的数学模型,因此,采用理论上属于自适应控制范畴,但又不需要建立准确数学模型的自寻优控制。目前锅炉燃烧采用静态搜索法进行分析,由于静态寻优没有考虑锅炉的动态特性,致使搜索时间较长,易产生振荡,因此采用动态寻优算法。 最优控制方法有两种基本实现方式,一种是直接在对象上寻优状态,另一种是在建立好的数学模型上进行搜索。工业锅炉燃烧系统变频调速计算机自动控制装置采用前者,它的优点所在是不需要建立精确的数学模型(对锅炉燃烧系统控制而言,建立精确的数学极为困难的)。最优化实现如何使系统快速准确地稳定在最佳工作点附近,它必然涉及到寻优参量的选择及算法优化的问题。 三 结束语 随着可编程控制器超大型的出现和高速计算元件的发展以及智能控制器的应用,锅炉控制系统将实现完全无人职守自动控制。



xfq8895

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发表于:2004-07-14 18:16:00
81楼
我需要DEH的有关技术资料,哪位朋友能提供?我这里先谢了 xfq8895@126.com

zhangyudong

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发表于:2004-07-17 13:46:00
82楼
我需要一份关于循环硫化床锅炉的自动化控制方案,包括自动加煤和一二次风的自动控制。哪位朋友能提供?谢谢了!

DCS新手

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发表于:2004-07-20 17:30:00
83楼
说的都是一些没用的东西。实际中有用过吗?拿个例子出来,照着书上抄来有什么意义????你说的那些东西你自己懂吗?你知道影响燃烧的因素有多少个吗?都是怎么调节的吗?没意义啊没意义! 张玉东:循环流化床是这样的,去布风板的一次风调节床温,上环二次风调节氧量,一次风会有一支去二次风箱。协调方面的你自己看一下控制系统方面的书。我不能给你说的很具体!靠你自己摸索!

我是我嘛

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发表于:2004-07-28 08:44:00
84楼
三冲量控制的资料请发secret9858@hotmail.com 系统急需!

成都仪表

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发表于:2004-07-29 11:27:00
85楼
锅炉控制应用在国内外已经是一个非常普遍的而且是成熟的一种过程控制的应用。国内过程控制理论水平很高,在实际应用中即使是常规仪表亿取得很好的效果,真正复杂的系统应该是石化方面的控制系统,大家应把精力多放在那边

gvk

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发表于:2004-08-06 19:27:00
86楼
《锅炉全补偿汽包水位三冲量控制器的资料能否提供,我是做锅炉控制的165159387@163.com 多谢!!

lhg6850

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发表于:2004-08-09 09:51:00
87楼
hanjin 文章很好,只是对于模糊控制方面知识缺乏,能否将模糊控制方法具体应用说明。或结合具体工程。希望不吝赐教!谢谢!

jians

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发表于:2004-08-09 14:29:00
88楼
锅炉全补偿汽包水位三冲量控制器的资料在这里有下载:http://www.uicon.net/htdocs/guolu/VCS920.htm

zhangjunnian

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发表于:2004-08-10 15:39:00
89楼
电站锅炉先进控制与优化技术方案 电站锅炉计算机先进控制与优化控制技术是在DCS已经实现常规控制的基础上,建立先进控制工作站,实现锅炉的先进控制与优化。 一、项目实施步骤。 为完成本项目,大概需要如下步骤: 1. 选择工业PC计算机作为先进控制工作站; 2. 在先进控制工作站上安装ACMP平台软件; 3. 根据电站锅炉和用户需求对ACMP进行组态; 4. 在ACMP上安装AtLoop PID自动整定软件包、GPC预测控制软件包、在线燃烧优化控制软件包; 5. 考察现场控制DCS,并根据需要购置相关接口硬件、软件,编制相关接口软件,把先进控制工作站与现场控制DCS实现连接(此项工作应在停机的情况下,在厂方人员配合下完成)。实现数据的实时采集及控制数据的实时传输,为先进控制与优化的实现做好准备; 6. 先进控制工作站投入运行,采集相关数据。以此为基础对系统进行建模(这些工作不影响系统的正常运行); 7. 用AtLoop对调节回路进行逐一自动整定,直到满意为止,此项工作不影响系统的正常运行; 8. 投运主汽温度、主汽压力GPC预测控制,此项工作不影响系统的正常运行; 9. 投运在线燃烧优化控制,此项工作不影响系统的正常运行; 10. 测试技术指标,验收; 11. 编写技术资料、文档;对厂方有关使用、维护人员进行培训,直到能掌握该项技术。 二、技术方案。 1. 先进控制工作站与ACMP平台软件的安装、组态。 先进控制工作站是先进控制与优化软件的载体,通过软件平台及相应的接口软件,与各种DCS及控制计算机连接与集成,实现对过程工业装置的先进控制与操作优化。 先进控制工作站ACMP软件由两部分组成:(A)平台软件。包括数据采集、存储和传输软件;数据计算与常规控制组态软件;显示、报警、打印组态软件;与各类控制计算机和DCS连接的接口软件。这些软件不仅是先进控制与优化软件的平台,也可单独用做控制站;(B)进控制与优化软件。包括PID自动整定与自校正控制、模型预测控制、正交试验与均匀试验优化、多元逐步回归模型在线优化、自适应在线优化软件等。 先进控制工作站ACMP平台软件及先进控制与优化软件结构如图(1)。 图(1) (1).先进控制工作站可由一台进口工业PC机完成。首先要解决的是先进控制工作站与现场运行DCS的硬件、软件接口问题,要通过现场考察和调阅DCS技术资料确定。软件接口除有些部份需购置以外,总是还要编制一部份接口软件,才能实现先进控制工作站与DCS交换信息。 (2).先进控制工作站安装ACMP之后,要根据系统设计的需要,对平台软件进行组态,目的是实现所需数据的采集、处理,相关控制量的下达,以及完成必要的计算、显示、打印、报警等功能。 (3).安装科大创新自己开发的先进控制与优化软件:AtLoop PID自动整定软件包、GPC预测控制软件包、在线燃烧优化控制软件包。 先进控制工作站的安装,要在DCS停机的条件下完成,要根据生产情况,由厂方安排。 2. 各调节回路的PID自动整定。 (1).目前,本系统的各调节回路都已实现了PID调节。但可能有的回路调节精度较差,或有个别回路投不上自动。我们的工作是:对不满意的PID调节回路,用AtLoop软件重新整定;或者原来工作尚满意的,由于种种原因现在工作不满意的回路重新整定PID三个参数。 (2).AtLoop软件对锅炉的调节回路的整定,只能每次整定一个回路,即对各回路逐一进行PID参数自动整定。整定的步骤是: (3).由AtLoop软件的数据采集单元采集回路的输入输出数据,即如的MV值和PV值的现场运行数据,通常采样周期为1秒,要采1000组数据; SV MV PV 图(2) (4).在先进控制工作站,由AtLoop软件相关系数法建模模块,用已采到的1000组数据进行建模计算,建立一阶纯滞后或二阶纯滞后数学模型(具体选一阶还是二阶要视系统回路响应特性,根据经验选定);然后,AtLoop软件会用控制器设计软件模块,设计出一组最优PID参数; (5).用AtLoop软件给出的PID参数,修改原回路中的PID参数,如果观察调节效果令人满意,即告结束;如果响应超调过大或响应过慢,调整控制器设计软件模块中控制量加权系数,重新设计一组新的PID参数,直到满意为止。 PID自动整定的算法,采用相关系数法。算法原理见框。 图(3) 图中的模型要根据系统的特点,选择一阶加纯滞后、二阶加纯滞后。建模的原理是:选一组模型参数,例如一阶加纯滞后系统: 系统中的K、τ、T三个参数,然后用采集到的u(t)同时加到系统被控对象和模型,用模型仿真软件计算出相应的ym(t),再计算y(t)与ym(t)的相关系数γ。 如果模型参数真实地代表了系统被控对象,那么二者输出应相同,其相关系数 γ应为1,反之则应为零,一般情况下应为0>γ>1,因此γ应与模型参数的选择有关,也即γ是模型参数的函数,我们可以通过寻优,选择最优K*、τ*、T*使γ达到极大,或1-γ达到极小。此时的K*、τ*、T*就是最佳模型参数。 下一步是通过极小化二次型目标函数,设计最优PID参数: 式中e(i)是P、I、D三个参数的函数,显然最优的P*、I*、D*应该是使系统误差最小的控制器参数。 整定工作是在系统正常运行中进行,不扰动系统。也即AtLoop软件采集的是运行数据,设计出最优P*、I*、D*后,计算机打出最优P*、I*、D*参数,经判断无误后,由操作人员修改原P、I、D三个参数,投运后还要观察一段时间,运行情况不满意,还可通过修正λ等参数重新设计P*、I*、D*,直到满意。 (6).我们的目标是:经过AtLoop自动整定,所有调节回路达到部颁标准。 (三)、主蒸汽温度GPC预测控制。 1、主蒸汽温度调节采用三级喷水减温方式。主蒸汽温度调节回路用调速级压力作为温度调节的前馈信号,在设计调试时考虑到下列条件: (1). 喷水流量信号与锅炉负荷特性的关系; (2). 负荷对调节系统的前馈作用; (3). 在负荷暂时不稳定时,会引起过燃和欠燃工况,因此以进汽压力偏差的函数来修正负荷系统。 主蒸汽温度的PID控制回路运行情况不理想,主要是因为: (1). 系统具有纯滞后。未到系统考察,具体参数未知,但通常情况下会有30—60秒的滞后,用常规PID调节很难稳定; (2). 各种扰动的影响:负荷的变化、鼓风的波动引起烟温的变化、煤种变化引起热值的变化、汽包压力波动、给水压力和温方的波动等,都会对主蒸汽温度产生影响。进一步增加了稳定该回路的困难。 具体见图(4)。 给水 燃烧 负荷 蒸汽温度设定值 蒸汽温度 + - 图(4) 2、预测控制的最大特点是克服纯滞后的影响,虽然Smith预估器也能克服纯滞后的影响,但其对模型的准确性要求很高,由于建模的精度和系统的时变性等原因,使Smith预估器很难实际应用,既使用上,也很难长时间稳定运行。 而预测控制,由于其模型预测、滚动优化、反馈校正功能,对付纯滞后是非常有效的;其次,预测控制对模型准确性的要求很低,克服干扰的能力很强,因而非常适合本回路的控制。 淮南平电公司的#1锅炉为2008t/h电厂锅炉自1989年投运以来,主蒸汽温度一直处于手动控制状态,主蒸汽温度基本上控制在设定值539℃的±12℃左右,常常出现超温现象,控制品质很差。为提高主蒸汽温度的控制品质,厂里已多次(6次)将其列为技术难题,聘请专家进行主蒸汽温度自动控制系统改造,均未获成功。 采用预测控制,获得了很满意的结果,运会曲线如图(5)。 图(5) 根据实际运行经验,共采用主蒸汽温度、蒸汽流量、主蒸汽压力、总煤量、E层煤量、F磨煤量、摆动火嘴角度、前屏到后屏导汽管温度、后屏到末过导汽管温度、减温水流量等多达10个影响参数,构成了具有预测、导前、前馈和反馈回路的复杂的串级控制系统,该系统的SAMA图见图6所示。 图(6) 在上位机实现主蒸汽温度的预测控制,其性能指标将大大高于常规PID控制。实现GPC预测控制时,由上位机进行控制,此时DCS的PID调节器被切换掉。当上位机故障或不用GPC预测控制时,可切换到DCS的PID调节器进行常规控制。GPC预测控制的实现步骤如下: (1). 用先进控制工作站中GPC软件,在系统回路正常运行情况下,采集主蒸汽温度回路的MV、PV值运行数据,并进行必要的处理; (2). 用GPC中最小二乘辨识软件模块,进行回路建模;经判断系统辨识已经收敛后,投入预测控制软件模块。开始,预测控制是在先进控制工作站内运行,判断无误后,把现场DCS主蒸汽压力回路PID控制器切换成GPC预测控制,经过一段时间的运行,在此过程中还要修正和整定若干参数,才能达到满意的控制效果。 特别说明一点:主蒸汽温度回路GPC控制的建模和机内试运行过程是不扰动系统的,此时由DCS的PID调节器进行控制;当切换到GPC控制初期,有可能要扰动系统,我们会与厂方有关技术人员在现场,密切注视切换后的运行情况,发现异常迅速切回原PID控制,做到不影响生产。而且在投GPC之前我们会做长时间的观察判断,尽量做到一次投运成功。即使有些异常,也会迅速切回常规PID,做到安全生产万无一失。 3、我们准备采用的是自适应GPC预测控制算法。 图(7) 自校正GPC预测控制系统结构 自校正控制系统的一个主要特点是具有被控对象数学模型的在线辨识环节。此类系统要根据系统运行数据,首先对被控对象进行在线辨识,然后再根据辨识的出来的模型参数和事先指定的性能指标,进行在线的综合控制。自校正GPC预测控制系统由两个环路组成,其典型结构如图(7)所示。内环同常规反馈控制系统类似,由被控对象和控制器组成,外环由参数估计和控制器参数设计机构组成。外环的任务是估计被控对象参数,按选定的设计方法综合处控制器参数,用以修改内环的控制器。 自校正控制是在线参数估计和控制器参数在线设计两者的有机结合。参数估计方法用增广最小二乘法。 渐消记忆递推最小二乘法估计参数向量: 其中 为遗忘因子,一般0.95< <1。要根据系统具体情况选定采样周期和遗忘因子 。 广义预测控制由递推方法避免了Diophantine方程在线求解,但还要对NU NU矩阵求逆。给出阶梯式控制策略,预测的若干步控制量增量遵循一个比例系数,即: 这样控制量呈现阶梯状,变化稳定均衡,而且计算因此而大为简化,避免了在线矩阵求逆。令: 这样有: 其中: 目标函数为: 对上式求极小: 得到控制律为: 控制量为: 我们的GPC预测控制软件,已把上述算法实现并已工程化。 这些算法之外,原常规PID控制时的一些前馈等措施,亦应有选择的使用。 4、我们的控制目标是达到或超过540±5ºC,并且大扰动引起的温度波动,在1分钟以内恢复。 (四)、主蒸汽压力GPC预测控制。 1、主汽压力调节系统是通过二层(双炉膛)16台给粉机转速来调节进入锅炉的燃料量,维持主汽压力在设定值,达到负荷的要求。送风系统总量作为主汽压力调节的给定,蒸汽流量与汽包压力的微分之和作为负荷信号,该信号作为燃料调节的测量值。其中蒸汽流量经过压力、温度补偿。 主汽压力的常规PID控制已经实现,并且炉机协调控制功能也已实现,并且比较令人满意。 2、我们的工作是在上位机实现主蒸汽压力的GPC预测控制。其性能指标应大大高于常规PID控制。实现GPC预测控制时,由上位机进行控制,此时DCS的PID调节器被切换掉。当上位机故障或不用GPC预测控制时,可切换到DCS的PID调节器进行常规控制。GPC预测控制的实现步骤同前: (1).用先进控制工作站中GPC软件,在系统回路正常运行情况下,采集主蒸汽压力回路的MV、PV值运行数据,并进行必要的处理; (2).用GPC中最小二乘辨识软件模块,进行回路建模;经判断系统辨识已经收敛后,投入预测控制软件模块。开始,预测控制是在先进控制工作站内运行,判断无误后,把现场DCS主蒸汽压力回路PID控制器切换成GPC预测控制,经过一段时间的运行,在此过程中还要修正和整定若干参数,才能达到满意的控制效果; (3).GPC具有蒸汽流量(负荷)变化较大情况下,保证蒸汽压力稳定的功能,实际上是炉机协调控制的功能,希望通过本GPC软件的投运和改进,实现炉机协调控制,至少,对原实现的炉机协调控制进行改进,提高控制精度和提高跟踪能力; 同样,主蒸汽压力回路GPC控制的建模和机内试运行过程是不扰动系统的,此时由DCS的PID调节器进行控制;当切换到GPC控制初期,有可能要扰动系统,我们会与厂方有关技术人员在现场,密切注视切换后的运行情况,发现异常迅速切回原PID控制,做到不影响生产。而且在投GPC之前我们会做长时间的观察判断,尽量做到一次投运成功。即使有些异常,也会迅速切回常规PID,做到安生产万无一失。 所用的GPC软件及算法同前,不重述。 3、我们的目标是:主蒸汽压力回路控制精度高于部颁标准的一倍,即压力波动是部颁标准的一半以下。 (五)、在线燃烧优化控制。 1、我们做了很多35T/H以下工业锅炉的风煤比在线优化,节煤在15%左右;同时我们也做过炼油厂常减压加热炉的风油比在线优化,节油3%以上,这些工作为我们完成本项目奠定了基础。 我们有一份国家电力公司热工研究院在新疆红雁池第二发电有限责任公司1号锅炉燃烧优化调整试验报告(1号锅炉是一台WGZ670/13.7-10型锅炉,机组200MW),给出这样几个结果: (1).改变磨煤机分离器档板开度,从60--70º减少到45º,磨煤机电耗增加了130.69KW.h,锅炉热效率却增加了1.17%,因而计算机在线调整分离器档板开度对节煤是有效果的,虽然耗电量也有增加,总的经济效益是明显的; (2).变总风量,即调风煤比的试验。 当1、2、3号磨投运,总风量分别为1278.0km3、1208.7 km3、1169.3km3时,对应的热效率为92.16%、92.40%、92.34%,合适的风煤比,热效率可以有0.24%的增加,而同时对应的风机每小时耗电却从5023.1KW.h降到4710.2KW.h,节电6.6%,因而采用计算机在线风煤比优化,也会有经济效益; 当电负荷分别为200MW、150MW、103 MW时,对应的氧含量分别在3.6%、4.75%、7.0%,热效率分别在92.4%、91.79%、90.78%,随着负荷的变化氧含量设定是应该改变的。 与我们在昭通烟厂35T/H锅炉上做的工作是一样的:随着负荷的增加氧含量设定值应线性下降。《新疆红雁池第二发电有限责任公司1号锅炉燃烧优化调整试验报告》、《安徽淮南平圩发电有限责任公司1号机组优化调整试验报告》有相同的结论。 实现风煤比在线优化,首先要建立氧含量设定值与负荷关系的线性数学模型,在线调整氧含量回路设定值,使之与负荷的变化相适应。用线性关系,令氧含量设定值高限为 ,低限为 ,蒸汽流量高限为 ,低限为 ,当蒸汽流量在上下限间变化时,氧含量设定值也在下上限间线性变化,即为: 其实在负荷改变时,氧含量设定值的改变,就必然伴随着风煤比的改变,从而提高热效率。 其次,在每个固定负荷条件下,随着所用煤种的变化,以及其它原因引起的变化,都可能引起燃烧热效率的降低,此时应在线单变量寻找最优风煤比,从而保持最高的热效率。 (3).变一次风量试验。每个煤种都需要一个合适的一次风速,过高、过低都有各自的问题。 一次风量改变对于锅炉的燃烧经济性影响很小。磨煤机设计一次风量范围是31.0—53.8km3/h,目前实际磨煤机运行风量都在53.8km3/h,显然运行风量偏大,所以一次风的选择只要保证煤粉被吹出(无沉积),选择较小值,这样一次风机电耗减小,节电是显然的。 (4).改变一次风、二次风、三次风的配比,使燃烧状况改善,减少灭火次数。 合理的一、二次风配比,可以减轻炉内气流偏斜,降低燃烧区域水冷壁结焦倾向,提高运行安全性及经济性。不同二次风配风方式对锅炉燃烧经济性和蒸汽温度都有不同影响,通过采用不同的二次风配风方式,观察其对锅炉热效率、蒸汽温度及受热面管壁的影。 二次风由辅助风、燃料风、燃尽风组成,燃料风的作用调节着火距离,为燃烧初期补氧,扩大煤种的适应性;辅助风的作用侧重于燃烧后期的燃尽;燃尽风的设计是为了降低NOx的生成,其次保证燃烧后期的燃尽。燃尽风开度较大,则NOx排放量下降,对燃烧经济性影响不大。所以应取较大值为宜。 具体燃烧情与几种风的配比的关系较为复杂,到现场与有关技术人员和操作人员讨论确定。总的目标是节煤、节电和减少灭火次数。 (5).专家经验。 试验中给出一些专家经验,例如: * 当煤质变坏时,不能马上加总风量,那样容易引起灭火,而应先减风,加大进煤量,然后再加大总风量; * 投运下层燃烧器时,应适当增加运行总风量; * 凡磨机投运相对集中,煤粉燃烧较完全,锅炉热效率较高; * 随着磨煤机出力的增加,磨煤单耗逐渐减少,应尽量减少投运磨煤机台数; * 等等。 2、上面的试验都是静态的,虽然按试验结果调整参数,也有一定效果,但随着时间的推移,会发生诸如:煤种的变化、环境四季温度的变化、设备的堵塞、老化,等等;这些因素都会影响最优性,而且操作人员的责任心、能力、疲劳程度,都会影响优化操作结果。 我们的在线燃烧优化,就是通过检测到的含氧量、炉膛温度、蒸汽压力、流量,以及据此计算出的热效率、电耗,作为我们优化的目标。在优化过程中建立氧含量(风煤比)与负荷、氧含量(风煤比)与炉膛温度关系数学模型;再加上一些专家经验的规则,即可进行在线优化控制。 3、从新疆红雁池第二发电有限责任公司1号锅炉燃烧优化调整试验报告、安徽淮南平圩发电有限责任公司1号机组优化调整试验报告可知,真正影响热效率和节电的主要因素有:磨煤机分离器档板开度x1、总风量档板开度(即调风煤比)x2、一次风和二次风的配比x3。以及一些专家经验。 为此我们采用变量轮换法进行优化。 Min f(X) X=[ x1 x2 x3]T。 其算法是,每轮沿着三个坐标轴分别寻优,每次为单变量寻优: f(X(k+1))=min f(X(k)+λe(i)) I=1,2,3. X(k+1)=X(k)+λ*e(i) 单变量寻优的算法用0.618法。 这里的目标函数f(X)是锅炉的热效率与耗电量的综合效益。 工业锅炉燃烧热效率的正平衡公式为: 式中D为蒸汽流量;B为耗煤量;Qr为煤的燃烧值;igs为给水焓;igq为过热汽焓。我们的目标是保证锅炉的热效率一直保持在最高。 锅炉燃烧热效率的反平衡公式为: 锅炉效率 =(1-总损失热量/输入总热量)*100%总损失热量: (1)未然炭分引起的热损失(q4热损失) (2)干烟气带走的热损失, (3)燃料中水分引起的热损失, (4)燃料中氢燃烧生成水分引起的热损 (5)空气中湿分引起的热损失, (6)一氧化碳引起的热损失, (7)辐射对流热损失, (8)未测量热损失,按0.5%取定。 热效率的计算实际上是一段时间的平均值,不能每个采样周期算一次,我们是通过热效率的校核,作为较长周期内的监督。 正平衡热效率的计算中,蒸汽流量是可以在线检测的,进煤量对直吹式锅炉也是可以在线检测的,对中间仓式锅炉则复杂一些:稳态平稳运行时,进煤量与给煤粉量是相同的,因而也可以在线检测;而负荷变化或煤种变化时,加大一次风,会从中间仓中给出储存的煤粉,而总进煤量还来不及增加,因此应该建立煤粉机进煤到出煤粉动态数学模型,给出动态各采样时刻的给粉量。从而保证热效率计算的准确性。 在正平衡计算公式中热值Qr必须根据化验结果随时修正。总的讲,正平衡计算不如反平衡计算准确,可以输入相应化验数据后,计算出准确反平衡热效率,用以校准正平衡热效率的计算结果。 具体操作则是通过烟道含氧量设定值与负荷的关系数学模型,在线调整氧含量设定值,再以此调整风煤比;通过炉膛温度与风煤比关系数学模型调整风煤比(有没有这一项?到厂里与有关技术人员讨论后确定);在固定负荷条件下,以热效率最高为目标,进一步调整风煤比,以保持在煤种变化等因素下,有最高的热效率;在此基础上调整一、二、三次风的配比,使之节电、节煤的同时,减少灭火次数;磨煤机档扳开度的调节则以热效率与耗电量的综合效益为目标,不少锅炉是不能调的,但偶尔手动调一下也是必要的,试验表明,此项调整有1%的热效率潜力,应充分重视。具体如何实施,与厂方有关技术人员讨论后确定。 在优化过程中还应把前述的专家经验加进去。实际上,厂里的操作人员和技术人员还会有更多的宝贵经验,到时我们会虚心学习这些经验,并加到操作优化规则中去。 4、我们的目标是节煤0.5%以上,节电1—3%。 三、合作问题。 1、先进控制与在线燃烧优化是一项艰苦而又细致的工作,同时又与运行经验紧密相关的,我们虽然对先进控制与优化理论、软件比熟悉,但缺乏现场操作经验,对电站锅炉缺乏了解,所以与厂方技术人员、操作人员的合作是关键,我们将虚心向厂方有关人员请教,以使项目顺利完成; 2、先进控制与在线燃烧优化又是一项新技术。不仅能提高经济效益,而且也能提升装置的操作水平,提高操作人员的素质和技术水平,我们将在技术上无保留地与厂方人员合作,通过培训和现场实际使用操作,使厂方人员真正掌握先进控制与在线燃烧优化软件的投运、操作使用和维修技术。 这样做一方面教会了厂方人员,对厂方人员技术水平是个提高;但同时也减少了我们的售后服务工作量,所以这是一个双赢的合作。我们希望通过本项目,双方成为朋友,成为合作的伙伴。

zhangjunnian

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发表于:2004-08-10 15:58:00
90楼
上面是小弟刚刚完成的一篇关于电站锅炉先进控制与优化技术介绍,是目前锅炉计算机控制最前沿的一个技术方向,大家共同分享。 同时也省得那些卖仪表的跳出来乱吹他那个东西如何如何先进。 循环流化床锅炉的控制是所有锅炉中技术最复杂的一个控制对象,如果基于PID控制方式的话,将要使用的技术一般有串级、前馈、积分分离、不完全微分以及完美的程序。这样可以在一定负荷变换下实现自动调节。如果使用APC技术,可以很方便实现宽负荷自动调节,可惜现在工控界很多单位还没有建立完整的APC概念。 我正在做两台35t循环流化床锅炉计算机控制系统,用的是西门子的S7300(314),故意刺激刺激那些吹嘘DCS的枪手,告诉劳苦大众,PLC、DCS都是一样的,DCS双网冗余因为板卡的性能不好而失去意义,而PLC吃苦耐劳品质刚好完善了单网的不足,他告诉DCS:我瘸腿也能跑得过你。 有时间大家再聊 我的名字叫张俊年 欢迎来信 我的电子信箱是zhangjunnian2004@163.com

DCS新手

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发表于:2004-08-11 22:05:00
91楼
楼上的,你做的是35T的锅炉啊,你用PLC做一下440T的锅炉看看。PLC要是模拟量多了速度就会比较慢,开关量到是完全可以满足的。

zhangjunnian

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发表于:2004-08-12 09:11:00
92楼
楼上请注意了,西门子的PCS7就是用S7系列PLC搭建起来的,主力电厂照样用,你说如何!

张策

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93楼
根据我的经验,热电厂中,只要控制方案正确,参数设置合适,模糊控制能够达到的效果,常规PID控制也可以达到。

sunwise

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发表于:2004-08-20 11:25:00
94楼
我同意张俊年的看法,我是做工控的,时间不长,有三年多了,其中PLC 做过20多套,PCS7一套,DCS有5套,其中35T锅炉2套,选择一套系统,不是鼓吹它的先进功能,关键是要看与其搭配的故有设施,现在的系统很少有新建的,大部分都是进行技术改造,在这样的条件下,说什么先进的算法,控制理论等于空谈,关键要实用,能降低成本,减少污染,提高生产效率,这是最重要的,如果盲目的追求控制理论,而脱离实际问题,这是不可取的.

xxzz

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发表于:2004-08-22 11:27:00
95楼
to: 张俊年 你写的电站锅炉先进控制与优化技术方案论文很不错,我很感兴趣,特别是预测控制。但有一些公式好像看不到,你能给我发到邮箱里么?feizhu_1982@hotmail.com.谢谢。

最后的湘军战士

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发表于:2004-08-24 13:36:00
96楼
看出来楼上有浙大中自的朋友,我用过你们的PCC800小型DCS系统,是你们武汉的代理商作的.

凯狮

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发表于:2004-09-01 17:15:00
97楼
各位高手看了你们的各种演说我感慨也感到惭愧,我们公司现在想新建立一个部门,就是和锅炉的控制有关的,但是我对这些根本就不明白,但是我们手里还有很多这样的客户资源,我现在很矛盾,请各位高人帮帮忙,给我一些资料,或是给我一些建议,sunp000@21cn.com 谢谢大家!!

曲儿

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发表于:2004-09-06 08:50:00
98楼
楼主能不能报出阁下属于哪个组织的,我很感兴趣。

撒旦归来

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发表于:2004-09-15 11:51:00
99楼
我就是烧锅炉的,也是一名新手,对控制系统很感兴趣,但用的是国外技术,我很佩服他们的设备,尤其是控制系统,稳定性很好,大部分时间可以做到无人监控,我听说国内几乎是没有成熟完善的控制系统,真是可惜

撒旦归来

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发表于:2004-09-15 11:54:00
100楼
另外,我不只是烧出蒸汽,还有热油,烟气,等等,总之很节能,很环保,就是设备贵

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