專利名稱：負(fù)荷大范圍變動下的循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種優(yōu)化控制系統(tǒng)，具體涉及一種負(fù)荷大范圍變動下的循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
循環(huán)流化床燃燒鍋爐因其高效、低污染、燃料適應(yīng)性廣等特點，在近十幾年來得到了迅速的發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒系統(tǒng)較集中地反映了循環(huán)流化床的結(jié)構(gòu)特點，其燃燒室與常規(guī)的煤粉鍋爐的爐膛有較大的差異。典型的循環(huán)流化床鍋爐分為上、下兩部分，燃燒室的上部為氧化燃燒區(qū)，下部主要是還原燃燒和固硫區(qū)，由布風(fēng)裝置、密相區(qū)、床內(nèi)受熱面、氣固物料分離裝置、返料器等部分組成。其燃燒過程為煤和脫硫劑被送入爐膛后，迅速被爐膛內(nèi)存在的大量惰性高溫物料包圍，著火燃燒，發(fā)生脫硫反應(yīng)，并在上升氣流作用下向爐膛上部運動，對水冷壁和爐內(nèi)布置的其他受熱面放熱。粗大粒子在被上升氣流帶入懸浮區(qū)后，在重力及其它外力作用下不斷減速偏離主氣流，并最終形成附壁下降粒子流。被夾帶出爐膛的固體粒子隨氣流進入高溫分離器，大量固體物料，包括煤粉和脫硫劑，被分離出來送回爐膛進行循環(huán)燃燒和脫硫。未被分離的極細(xì)粒子隨煙氣進入尾部煙道，進一步對受熱面、空氣預(yù)熱器等放熱冷卻，經(jīng)除塵器后由弓I風(fēng)機進入煙 排出大氣。但是由于循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個多變量、強耦合、純延遲大、時變的非線性難控系統(tǒng)，因而在負(fù)荷有較大波動的工況下，循環(huán)流化床鍋爐的燃燒自動控制尤其困難。首先，用汽負(fù)荷大范圍波動下的循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制需滿足以下主要目標(biāo) 1)燃燒的安全性保障料層的完全流化(包括爐膛內(nèi)及返料器內(nèi))，即料層不結(jié)焦、返料不中止，而又不能使料層過流化；控制爐內(nèi)各點溫度以保證脫硫效果，且不易熄火或結(jié)焦，如床溫一般維持在875士25°C。2、維持鍋爐出口蒸汽壓力的穩(wěn)定使循環(huán)流化床鍋爐在不同負(fù)荷下都能維持鍋爐出口蒸汽壓力的穩(wěn)定，并能平穩(wěn)的升降負(fù)荷?；帽Ｕ先紵慕?jīng)濟性和環(huán)保性不同負(fù)荷下合理的風(fēng)煤比(煙氣氧含量)，合理的料層厚度(密相區(qū)物料量)和循環(huán)灰量(稀相區(qū)物料量)及爐內(nèi)各部分溫度的調(diào)整，保證不同負(fù)荷下燃燒的經(jīng)濟性并滿足煙氣含硫量等排放指標(biāo)。其次，用汽負(fù)荷大范圍波動下的循環(huán)流化床燃燒控制難點在于判斷并控制爐內(nèi)料層厚度、循環(huán)灰量、密相區(qū)和稀相區(qū)的碳含量。但是這些變量都難以直接測量，如現(xiàn)有方法多采用料層差壓來表征料層厚度，由于根據(jù)測點兩個界面的伯努力方程，料層差壓的測量值為料層所產(chǎn)生的靜壓力和流動阻力之和，在負(fù)荷大范圍變動的工況下，物料與爐壁和布風(fēng)板的摩擦阻力不可忽略，所以即使物料量不變，若一次風(fēng)機加大，流動阻力加大，料層差壓也會增大；因而采用單一的料層差壓無法準(zhǔn)確的表征爐內(nèi)的料層厚度，不適用于負(fù)荷大范圍變動的工況。同時，當(dāng)負(fù)荷不同時，循環(huán)流化床鍋爐本身所需的爐內(nèi)各部分物料量及其配比也不同，而且各部分物料量及其配比的改變是一個動態(tài)的過程，需綜合考慮鍋爐出口壓力的穩(wěn)定和燃燒的平穩(wěn)來對給煤、排渣、排灰、一次風(fēng)、二次風(fēng)，返料風(fēng)、引風(fēng)等多個變量進行協(xié)調(diào)控制?，F(xiàn)有技術(shù)無法解決在用汽負(fù)荷大范圍波動下，保障循環(huán)流行化床燃燒的安全性與經(jīng)濟性，并且維持鍋爐出口蒸汽壓力穩(wěn)定等問題。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種使循環(huán)流化床鍋爐在負(fù)荷大范圍波動的工況下，能夠?qū)崿F(xiàn)長期安全穩(wěn)定的自動化運行，達到節(jié)能減排效果的負(fù)荷大范圍變動下的循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)方案如下—種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于它包括DCS系統(tǒng)、優(yōu)化控制器、專家邏輯判斷電路和人機交互模塊，其中所述優(yōu)化控制器包括鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路和爐內(nèi)物料分布估測器；所述DCS系統(tǒng)用于采集鍋爐過程數(shù)據(jù)的測量信號，并向所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路、爐內(nèi)物料分布估測器、專家邏輯判斷電路輸出所述測量信號，根據(jù)所述專家邏輯判斷電路輸入的控制指令，向鍋爐輸出控制信號；所述人機交互模塊向所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路輸入料層溫度設(shè)定值、出口蒸汽壓力設(shè)定值和出口氧含量設(shè)定值；所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路向所述爐內(nèi)物料分布估測器輸出一次風(fēng)量計算值、二次風(fēng)量計算值和燃料量計算值；所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路的測量信號輸入端連接所述DCS系統(tǒng)的輸出端，設(shè)定信號輸入端連接所述人機交互模塊的輸出端，臨時修正信號的輸入端連接所述專家邏輯判斷電路的輸出端；所述爐內(nèi)物料分布估測器的輸入端連接所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路和DCS系統(tǒng)的輸出端，向所述專家邏輯判斷電路輸出料層厚度判斷結(jié)果，其中用以判斷爐內(nèi)料層厚度的床層壓降ΔP可表示為ΔΡ = mg+K f (u2, h, i)其中h為頻率，u為風(fēng)量，i為電流，m為床層物料的總質(zhì)量，κ的取值由現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)擬合；所述專家邏輯判斷電路中設(shè)置邏輯判斷電路，其輸入端連接所述爐內(nèi)物料分布估測器和DCS系統(tǒng)的輸出端，根據(jù)輸入的料層厚度判斷結(jié)果和測量信號，向所述DCS系統(tǒng)輸出最終控制量，并向所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路輸入床溫臨時修正值和二次風(fēng)臨時修正值。所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路中包括料層溫度調(diào)節(jié)回路、蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路、煙氣氧硫含量調(diào)節(jié)回路。所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路中包括風(fēng)煤比PID控制模塊和乘法器，由所述DCS系統(tǒng)向所述風(fēng)煤比PID控制模塊輸入料層溫度測量值，由所述人機交互模塊輸入的料層溫度設(shè)定值和專家邏輯判斷電路輸入的料層溫度臨時修正值作為反饋，所述風(fēng)煤比PID控制模塊向所述乘法器輸出風(fēng)煤比。所述蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路中包括蒸汽壓PID控制模塊，由所述DCS系統(tǒng)向所述蒸汽壓PID控制模塊輸入出口蒸汽壓力測量值，由所述人機交互模塊輸入的出口蒸汽壓力設(shè)定值作為反饋，由所述DCS系統(tǒng)輸入的出口蒸汽流量測量值作為動態(tài)前饋補償，所述蒸汽壓 PID控制模塊向所述爐內(nèi)動力學(xué)模型輸出一次風(fēng)量計算值；所述一次風(fēng)量計算值與所述風(fēng)煤比同時輸入所述乘法器，向所述爐內(nèi)物料分布估測器輸出燃料量。所述煙氣氧含量調(diào)節(jié)回路中包括氧含量PID控制模塊，由所述DCS系統(tǒng)向所述氧含量PID控制模塊輸入出口氧含量測量值，由所述人機交互模塊輸入出口氧含量設(shè)定值作為反饋，由所述DCS系統(tǒng)輸入的一次風(fēng)量測量值和由所述專家邏輯判斷電路輸入的二次風(fēng)量臨時修正值作為動態(tài)前饋補償，所述氧含量PID控制模塊向所述爐內(nèi)物料分布估測器輸出二次風(fēng)量計算值。所述優(yōu)化控制器中還包括爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)回路，所述爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)回路中包括負(fù)壓 PID控制模塊，由所述DCS系統(tǒng)輸入爐膛負(fù)壓測量值，由所述人機交互模塊輸入的爐膛負(fù)壓設(shè)定值作為反饋，由所述DCS系統(tǒng)輸入的一次風(fēng)機頻率、二次風(fēng)機頻率作為前饋，所述負(fù)壓 PID控制模塊向所述DCS系統(tǒng)輸出引風(fēng)機頻率。所述最終控制量包括給煤頻率、排渣排灰頻率、一次反料風(fēng)機頻率、二次反料風(fēng)機頻率。在所述專家邏輯判斷電路和DCS系統(tǒng)之間設(shè)置燃燒動態(tài)校正系統(tǒng)，根據(jù)所述專家邏輯判斷電路輸入的最終控制量和所述DCS系統(tǒng)輸入的料層溫度測量值校正風(fēng)煤比。本實用新型的技術(shù)效果如下本實用新型的循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)中，優(yōu)化控制器包括鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路和爐內(nèi)物料分布估測器；其中鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路向爐內(nèi)物料分布估測器輸出一次風(fēng)量計算值、二次風(fēng)量計算值和燃料量計算值；爐內(nèi)物料分布估測器向?qū)＜疫壿嬇袛嚯娐份敵隽蠈雍穸扰袛嘟Y(jié)果；專家邏輯判斷電路根據(jù)輸入的料層厚度判斷結(jié)果和過程數(shù)據(jù)的測量信號，向DCS系統(tǒng)輸出最終控制量，并向鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路輸入床溫臨時修正值和二次風(fēng)臨時修正值。根據(jù)爐內(nèi)物料分布估測器中設(shè)置爐內(nèi)動力學(xué)模型得出爐內(nèi)料層厚度的變化趨勢，進而推斷出密相區(qū)、稀相區(qū)物料量，物料量結(jié)合鍋爐設(shè)計參數(shù)、現(xiàn)場操作經(jīng)驗和DCS系統(tǒng)采集的測量信號，可準(zhǔn)確的表征爐內(nèi)的料層厚度。本實用新型根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)多變量、強耦合、純延遲大、時變等特點，在爐內(nèi)物料分布估測器中設(shè)置了爐內(nèi)動力學(xué)模型，結(jié)合專家邏輯判斷電路，來估測各部分物料量及碳濃度，動態(tài)修正風(fēng)煤比。只有控制好爐內(nèi)各主要狀態(tài)量，如密相區(qū)物料量、稀相區(qū)物料量、密相區(qū)碳濃度、稀相區(qū)物碳濃度、密稀相區(qū)物料比例，才能很好地控制各被控量，使得循環(huán)流化爐可在用汽負(fù)荷大范圍波動下能長期穩(wěn)定的投入自動運行，保持鍋爐出口蒸汽壓力穩(wěn)定，保障循環(huán)流行化床燃燒的安全性與經(jīng)濟性，留出升降負(fù)荷的余量，大大提高了循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程的自控系統(tǒng)投運率，避免了手動操作引入的擾動。本實用新型可采用0PC、實時數(shù)據(jù)庫等多種方式與各種DCS、PLC控制系統(tǒng)進行連接，嵌入原有鍋爐控制系統(tǒng)，移植、實施方便?？蓾M足熱負(fù)荷的需要(穩(wěn)定蒸汽壓力)，使鍋爐在55% 100%負(fù)荷下，控制出口蒸汽壓力測量值在設(shè)定值的士0. 范圍內(nèi)波動；保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟性，使單位蒸汽耗煤量低于手動操作；維持料層溫度測量值在設(shè)定值的士25°C范圍內(nèi)波動。

圖1是本實用新型的循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型的循環(huán)流化床鍋爐負(fù)壓調(diào)節(jié)回路流程SAMA圖圖3是本實用新型的循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)流程SAMA圖A圖4為本實用新型的循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)流程SAMA圖B具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行說明。如圖1所示，本實用新型的循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)包括DCS系統(tǒng)1、優(yōu)化控制器2、專家邏輯判斷電路3、燃燒動態(tài)校正系統(tǒng)4和人機交互模塊5，其中優(yōu)化控制器 2包括爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)回路21、鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路22和爐內(nèi)物料分布估測器23，其中鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路22中又包括料層溫度調(diào)節(jié)回路221、蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路222、煙氣氧硫含量調(diào)節(jié)回路223。DCS系統(tǒng)1是一種工業(yè)過程控制系統(tǒng)，用于采集循環(huán)流化床鍋爐中過程數(shù)據(jù)的測量信號，并將這些測量信號輸入到優(yōu)化控制器2、專家邏輯判斷電路3、燃燒動態(tài)校正系統(tǒng)4 中進行運算；同時接收燃燒動態(tài)校正系統(tǒng)4輸出的控制策略，并將這些控制策略轉(zhuǎn)換成控制信號，分別輸出到相應(yīng)的控制器中，對循環(huán)流化床鍋爐的運行情況進行控制。優(yōu)化控制器2結(jié)合人機交互模塊5輸入的參數(shù)設(shè)定值和DCS系統(tǒng)1輸入的測量信號，經(jīng)過其中設(shè)置的爐內(nèi)物料分布估測器23的運算，向?qū)＜疫壿嬇袛嚯娐?輸出爐內(nèi)料層的物料量、碳含量以及兩者的分布情況等判斷結(jié)果。專家邏輯判斷電路3中內(nèi)置有不同輸入?yún)?shù)范圍所對應(yīng)的控制策略，根據(jù)爐內(nèi)物料分布估測器23輸入的判斷結(jié)果參數(shù)落入的范圍，綜合選擇由床溫臨時修正值、二次風(fēng)臨時修正值等中間量、各最終控制量構(gòu)成的控制策略。燃燒動態(tài)校正系統(tǒng)4通過DCS系統(tǒng)1輸入的料層溫度測量值，校正一次風(fēng)量與燃料量的風(fēng)煤比，通過煙氣含氧量校正二次風(fēng)量與燃料量的風(fēng)煤比，實時計算當(dāng)期風(fēng)煤比，當(dāng)有升降負(fù)荷要求時，先按照現(xiàn)有的風(fēng)煤比作預(yù)調(diào)，然后根據(jù)料層溫度、煙氣含氧量作校正。操作員通過在人機交互模塊5中輸入爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)回路21的爐膛負(fù)壓設(shè)定值； 以及鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路22中料層溫度調(diào)節(jié)回路221的料層溫度設(shè)定值，蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路 222的出口蒸汽壓力設(shè)定值，煙氣氧含量調(diào)節(jié)回路223的出口氧含量設(shè)定值，專家邏輯判斷電路3的反料溫度設(shè)定值、煙氣含硫量上限值。系統(tǒng)通過人機交互模塊5，實現(xiàn)聲音報警、彈出對話框、操作記錄、歷史曲線對各控制回路進行實時監(jiān)控。如圖2所示，由于爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)回路21與其他燃燒回路不存在較強的耦合，因而采用單回路調(diào)節(jié)方式，由DCS系統(tǒng)1輸入爐膛負(fù)壓測量值、一次風(fēng)機頻率、二次風(fēng)機頻率，由人機交互模塊5輸入爐膛負(fù)壓設(shè)定值；將爐膛負(fù)壓測量值輸入負(fù)壓PID控制模塊，將爐膛負(fù)壓設(shè)定值作為反饋，一次風(fēng)頻率和二次風(fēng)頻率作為前饋；負(fù)壓PID控制模塊通過DCS系統(tǒng)1 輸出引風(fēng)機頻率給外部執(zhí)行機構(gòu)，即引風(fēng)機變頻器。根據(jù)爐膛負(fù)壓測量值對一次風(fēng)機頻率、 二次風(fēng)機頻率的動態(tài)響應(yīng)整定前饋參數(shù)，根據(jù)爐膛負(fù)壓測量值對引風(fēng)機頻率的動態(tài)響應(yīng)整定負(fù)壓PID控制模塊參數(shù)，爐膛負(fù)壓測量值在設(shè)定值的士20 范圍內(nèi)變化。如圖3、圖4所示，鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路22采用復(fù)合串級調(diào)節(jié)方式，由料層溫度調(diào)節(jié)回路221、蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路222、煙氣氧硫含量調(diào)節(jié)回路223分別向爐內(nèi)物料分布估測器 23輸入二次風(fēng)量、燃料量和一次風(fēng)量。料層溫度調(diào)節(jié)回路221由DCS系統(tǒng)1輸入料層溫度測量值，由專家邏輯判斷電路 3輸入料層溫度臨時修正值，由人機交互模塊5輸入料層溫度設(shè)定值；將料層溫度測量值進行四選一和濾波處理，將處理后的標(biāo)準(zhǔn)值輸入風(fēng)煤比PID控制模塊，料層溫度設(shè)定值和料層溫度臨時修正值的和作為反饋，風(fēng)煤比PID控制模塊向乘法器輸出風(fēng)煤比；同時蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路222向乘法器輸入一次風(fēng)量計算值，最終乘法器輸出燃料量。根據(jù)料層溫度測量值對風(fēng)煤比的動態(tài)響應(yīng)特性，整定前饋補償參數(shù)及風(fēng)煤比PID控制模塊參數(shù)。蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路222由DCS系統(tǒng)1輸入出口蒸汽壓力測量值和出口蒸汽流量測量值，由人機交互模塊5輸入出口蒸汽壓力設(shè)定值；將出口蒸汽壓力測量值微分后輸入蒸汽壓PID控制模塊，出口蒸汽壓力設(shè)定值作為反饋，出口蒸汽流量測量值作為動態(tài)前饋補償，蒸汽壓PID控制模塊輸出一次風(fēng)量計算值。根據(jù)出口蒸汽壓力測量值對出口蒸汽流量測量值和一次風(fēng)量計算值的動態(tài)響應(yīng)特性，整定前饋補償參數(shù)及蒸汽壓PID控制模塊參數(shù)。煙氣氧含量調(diào)節(jié)回路223由DCS系統(tǒng)1輸入出口氧含量測量值、一次風(fēng)量測量值， 由專家邏輯判斷電路3輸入二次風(fēng)臨時修正值，由人機交互模塊5輸入出口氧含量設(shè)定值； 將出口氧含量測量值輸入氧含量PID控制模塊，出口氧含量設(shè)定值作為反饋，一次風(fēng)量測量值和二次風(fēng)臨時修正值作為動態(tài)前饋補償，氧含量PID控制模塊輸出二次風(fēng)量計算值。 根據(jù)出口氧含量測量值對一次風(fēng)量和對二次風(fēng)量計算值的動態(tài)響應(yīng)特性，整定前饋補償參數(shù)及氧含量PID控制模塊參數(shù)。爐內(nèi)物料分布估測器23由鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路22輸入一次風(fēng)量計算值、二次風(fēng)量計算值與燃料量；配合DCS系統(tǒng)1輸入的料層差壓、爐膛差壓、料層溫度、返料溫度，一次風(fēng)機頻率、一次風(fēng)機電流，二次風(fēng)機頻率、二次風(fēng)機電流，返料風(fēng)機頻率、反料風(fēng)機電流；上述參數(shù)經(jīng)爐內(nèi)爐內(nèi)動力學(xué)模型估測爐內(nèi)料層的物料量、循環(huán)灰量，判斷爐內(nèi)現(xiàn)有的物料量 (渣、灰)及物料分布與比例(灰渣比)，是否滿足加減負(fù)荷(即加減一次風(fēng)和燃料量)的要求。從理論上分析當(dāng)床層流化，全部物料顆粒處于懸浮狀態(tài)，根據(jù)床層作受力分析和動量守恒定律，可求出流化床的床層壓降為
權(quán)利要求1.一種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于它包括DCS系統(tǒng)、優(yōu)化控制器、專家邏輯判斷電路和人機交互模塊，其中所述優(yōu)化控制器包括鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路和爐內(nèi)物料分布估測器；所述DCS系統(tǒng)用于采集鍋爐過程數(shù)據(jù)的測量信號，并向所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路、爐內(nèi)物料分布估測器、專家邏輯判斷電路輸出所述測量信號，根據(jù)所述專家邏輯判斷電路輸入的控制指令，向鍋爐輸出控制信號；所述人機交互模塊向所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路輸入料層溫度設(shè)定值、出口蒸汽壓力設(shè)定值和出口氧含量設(shè)定值；所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路向所述爐內(nèi)物料分布估測器輸出一次風(fēng)量計算值、二次風(fēng)量計算值和燃料量計算值；所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路的測量信號輸入端連接所述DCS系統(tǒng)的輸出端，設(shè)定信號輸入端連接所述人機交互模塊的輸出端，臨時修正信號的輸入端連接所述專家邏輯判斷電路的輸出端；所述爐內(nèi)物料分布估測器的輸入端連接所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路和DCS系統(tǒng)的輸出端， 向所述專家邏輯判斷電路輸出料層厚度判斷結(jié)果，其中用以判斷爐內(nèi)料層厚度的床層壓降 ΔP可表示為ΔΡ = mg+κ f (u2, h, i)其中h為頻率，u為風(fēng)量，i為電流，m為床層物料的總質(zhì)量，κ的取值由現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)擬合；所述專家邏輯判斷電路中設(shè)置邏輯判斷電路，其輸入端連接所述爐內(nèi)物料分布估測器和DCS系統(tǒng)的輸出端，根據(jù)輸入的料層厚度判斷結(jié)果和測量信號，向所述DCS系統(tǒng)輸出最終控制量，并向所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路輸入床溫臨時修正值和二次風(fēng)臨時修正值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路中包括料層溫度調(diào)節(jié)回路、蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路、煙氣氧硫含量調(diào)節(jié)回路。
3.如權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路中包括風(fēng)煤比PID控制模塊和乘法器，由所述DCS系統(tǒng)向所述風(fēng)煤比PID 控制模塊輸入料層溫度測量值，由所述人機交互模塊輸入的料層溫度設(shè)定值和專家邏輯判斷電路輸入的料層溫度臨時修正值作為反饋，所述風(fēng)煤比PID控制模塊向所述乘法器輸出風(fēng)煤比。
4.如權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路中包括蒸汽壓PID控制模塊，由所述DCS系統(tǒng)向所述蒸汽壓PID控制模塊輸入出口蒸汽壓力測量值，由所述人機交互模塊輸入的出口蒸汽壓力設(shè)定值作為反饋，由所述DCS系統(tǒng)輸入的出口蒸汽流量測量值作為動態(tài)前饋補償，所述蒸汽壓PID控制模塊向所述爐內(nèi)動力學(xué)模型輸出一次風(fēng)量計算值；所述一次風(fēng)量計算值與所述風(fēng)煤比同時輸入所述乘法器，向所述爐內(nèi)物料分布估測器輸出燃料量。
5.如權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述煙氣氧含量調(diào)節(jié)回路中包括氧含量PID控制模塊，由所述DCS系統(tǒng)向所述氧含量PID控制模塊輸入出口氧含量測量值，由所述人機交互模塊輸入出口氧含量設(shè)定值作為反饋，由所述 DCS系統(tǒng)輸入的一次風(fēng)量測量值和由所述專家邏輯判斷電路輸入的二次風(fēng)量臨時修正值作為動態(tài)前饋補償，所述氧含量PID控制模塊向所述爐內(nèi)物料分布估測器輸出二次風(fēng)量計算值。
6.如權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述優(yōu)化控制器中還包括爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)回路，所述爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)回路中包括負(fù)壓PID控制模塊， 由所述DCS系統(tǒng)輸入爐膛負(fù)壓測量值，由所述人機交互模塊輸入的爐膛負(fù)壓設(shè)定值作為反饋，由所述DCS系統(tǒng)輸入的一次風(fēng)機頻率、二次風(fēng)機頻率作為前饋，所述負(fù)壓PID控制模塊向所述DCS系統(tǒng)輸出引風(fēng)機頻率。
7.如權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述最終控制量包括給煤頻率、排渣排灰頻率、一次反料風(fēng)機頻率、二次反料風(fēng)機頻率。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一種循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于在所述專家邏輯判斷電路和DCS系統(tǒng)之間設(shè)置燃燒動態(tài)校正系統(tǒng)，根據(jù)所述專家邏輯判斷電路輸入的最終控制量和所述DCS系統(tǒng)輸入的料層溫度測量值校正風(fēng)煤比。
專利摘要本實用新型涉及一種負(fù)荷大范圍變動下的循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其中優(yōu)化控制器包括鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路和爐內(nèi)物料分布估測器；其中鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路向爐內(nèi)物料分布估測器輸出一次風(fēng)量計算值、二次風(fēng)量計算值和燃料量計算值；爐內(nèi)物料分布估測器向?qū)＜疫壿嬇袛嚯娐份敵隽蠈雍穸扰袛嘟Y(jié)果；專家邏輯判斷電路根據(jù)輸入的料層厚度判斷結(jié)果和過程數(shù)據(jù)的測量信號，向DCS系統(tǒng)輸出最終控制量，并向鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)回路輸入床溫臨時修正值和二次風(fēng)臨時修正值。本實用新型根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)多變量、強耦合、純延遲大、時變等特點，在爐內(nèi)物料分布估測器中設(shè)置了爐內(nèi)動力學(xué)模型，結(jié)合專家邏輯判斷電路，來估測各部分物料量及碳濃度，動態(tài)修正風(fēng)煤比。
文檔編號F22B35/00GK202032573SQ20112009443
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者王平, 胡樂, 魏志 申請人:北京三博中自科技有限公司