专利名称：一种链条炉节能优化控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及链条炉控制技术领域，尤其涉及一种链条炉节能优化控制系统。
背景技术：
目前我国在用工业锅炉有五十万台左右，耗煤量占全国耗煤总量的30%左右，而这些工业锅炉中绝大部分采用的是链条炉。与其它炉型相比，链条炉操作简单、维修费用低，但也存在很多问题:热效率低、出力不足、浪费能源、污染环境，其主要原因是链条炉设计陈旧，监控手段不齐全，自控应用水平低，可操作性差。针对链条炉实际运行现状，采用控制技术提高锅炉运行水平显然是一个有效的手段。现有技术中通常根据蒸汽压力调整炉排转速，根据烟气含氧量定值调节风量，也有采用模糊控制技术的控制方法或系统来实现对链条炉的燃烧过程控制；由于合理的烟气含氧量是随负荷变化而变化，采用烟气含氧量定值调节风量存在明显的缺陷；同时，给煤方式是煤层厚度与炉排转速的组合，给煤量仅仅调整炉排转速也是不科学的，煤层过厚或过薄，转速过快或过慢都会对锅炉热效率和负荷调整都有影响，给煤量及其方式应取决于负荷大小和煤质的好坏；再有，负荷调整时先调煤后调风存在较大的滞后性，会造成负荷调整不及时。现有技术没有充分考虑这些因素，在链条炉实际运行中，锅炉热效率除与空气过剩系数有关外，与燃煤在炉膛内的停留时间也有很大关系，燃烧过程控制涉及炉排转速、给煤厚度、风量等多个操作参数的综合调整。综上所述，现有技术仍旧存在一定的局限性和缺陷，因此开发本系统。
发明内容
本发明所要解决·的问题是:解决链条炉负荷调整不及时的问题，解决给煤方式不合理导致的燃煤燃烧不完全的问题，解决风煤配比不合理的问题，提高锅炉热效率，达到降低燃料消耗的目的。—种链条炉节能优化控制系统，设有主汽压力调节器、风流量调节器、负荷一氧量设定器、氧量调节器、煤质估计器、煤层厚度补偿器、负荷一厚度设定器、煤层厚度调节器和主汽压力、汽包压力、蒸汽流量、蒸汽温度、给水流量、给水温度、煤层厚度、炉排转速、风流量、烟气含氧量测量表以及风流量执行器、炉排转速执行器、煤层厚度执行器等现场仪表。主汽压力作为主汽压力调节器的测量值，主汽压力调节器的输出作为风流量调节器的设定值，风流量作为风流量调节器的测量值，风流量调节器的输出连接到风流量执行器，根据主汽压力测量值与主汽压力设定值的偏差实现对风流量的闭环控制，调节器采用PID算法。负荷一氧量设定器的输入是蒸汽流量，负荷一氧量设定器的输出是氧量调节器的设定值，其中氧量设定值是负荷蒸汽流量的函数，负荷一氧量设定曲线依据锅炉制造商提供设计资料或运行操作经验获得，遵循高负荷低烟气含氧量，低负荷高烟气含氧量原则；烟气含氧量是氧量调节器的测量值，氧量调节器的输出连接到炉排转速执行器；调节器采用PID算法，通过调节炉排转速实现对烟气含氧量的闭环控制。汽包压力、蒸汽流量、蒸汽温度、给水流量、给水温度、煤层厚度、炉排转速等测量信号是煤质估计器的输入参数，煤质估计器依据锅炉热效率正平衡方程，计算燃煤的热值，煤质估计器的输出是前、后时间段燃煤热值的相对变化量，其中锅炉热效率按常数处理；煤质估计器的输出是煤层厚度补偿器的输入，煤层厚度补偿器的输出是煤层厚度设定值的修正量，燃煤热值变大，减小煤层厚度，燃煤热值变小，增加煤层厚度，燃煤热值与煤层厚度设定曲线根据运行操作经验进行设定。负荷--厚度设定器的输入是蒸汽流量，输出是煤层厚度，负荷增加，煤层厚度增厚，负荷减小，煤层厚度变薄，负荷--厚度设定曲线依据运行操作经验获得；负荷--厚度设定器的输出与煤层厚度补偿器的输出之和作为煤层厚度调节器的设定值，煤层厚度作为测量值，煤层厚度调节器的输出连接到煤层厚度执行器，实现对煤层厚度的闭环控制，调节器采用PID算法。本发明有益之处在于:根据主汽压力控制风流量，负荷调整的及时性要比用主汽压力调整给煤快；负荷一氧量设定器控制方式能够实现高负荷时低烟气含氧量，低负荷时高烟气含氧量，保证合理的空气过剩系数，有利于提高锅炉热效率；负荷增大，煤层增厚；煤质变差，煤层变厚，使得炉排转速比较合理，避免了高的炉排转速下所造成的燃煤停留时间过短，燃煤燃烧不完全的问题，从而提高锅炉热效率。
附图为链条炉节能优化控制系统框图。
具体实施例方式主汽压力P连接到主汽压力调节器的测量值端，主汽压力调节器的输出连接到风流量调节器的设定值端，风流量Fa连 接到风流量调节器的测量值端，风流量调节器的输出连接到风流量执行器，主汽压力调节器采用PID算法，比例带取值范围300 400，积分时间200 300，微分时间20 30 ;风流量调节器采用PID算法，比例带取值范围50 70，积分时间20 30。蒸汽流量Fs连接到负荷一氧量设定器的输入端，负荷一氧量设定器的输出连接到氧量调节器的设定值端，烟气含氧量Ao连接到氧量调节器的测量值端，氧量调节器的输出连接到炉排转速执行器，调节器采用PID算法，比例带取值范围120 150，积分时间280 300。在本实施例中，负荷一氧量设定曲线是依据运行操作经验按如下设定:100%负荷时氧量设定值为6%，40%负荷时氧量设定值为8%，负荷在40% 100%之间变化时采用线性函数进行插值计算，当负荷大于100%时氧量设定值仍为6%，负荷小于40%时氧量设定值仍为8% ο汽包压力、蒸汽流量、蒸汽温度、给水流量、给水温度、煤层厚度、炉排转速等测量信号连接到煤质估计器的输入端，煤质估计器的输出σ是前、后时刻段燃煤热值的相对变化量，并连接到煤层厚度补偿器的输入端，煤层厚度补偿器的输出是煤层厚度设定值的修正量。煤质估计器，依据锅炉热效率正平衡方程，计算燃煤的热值: n = (Fs* ( H1-H2)+Ck*dPb/dt)/Ft*Qdw*100%
其中，H:锅炉热效率，按常数计算，Fs:蒸汽流量，HU H2分别为蒸汽、锅炉给水的焓，可查自水和水蒸汽性质表得到，单位Kj/kg，Ck为锅炉蓄热系数，单位Kj/MPa，该系数由锅炉制造厂提供或经过测试得到，Pb:锅筒蒸汽压力，Ft:燃煤流量，是料层厚度H、炉排转速的函数，Qdw:燃煤低位发热值；煤质估计器输出为:前、后时段燃煤热值的相对变化量ο = (Qdw (k) - Qdw (k_l))/ Qdw (k)*100%
其中Qdw (k)为当前时间段的燃煤低位发热值。煤层厚度补偿器:在本实施例中，燃煤热值一煤层厚度设定曲线是依据运行操作经验如下设定:前、后时刻段燃煤热值的相对变化量。在-10% 10%变化范围内进行线性补偿，σ〈=-10%时，煤层厚度减少20mm，σ >=10%时，煤层厚度增加20mm。蒸汽流量Fs连接到负荷一厚度设定器的输入端，负荷一厚度设定器的输出与煤层厚度补偿器的输出之和连接到煤层厚度调节器的设定值端，煤层厚度H连接到煤层厚度调节器的测量值端，煤层厚度调节器的输出连接到煤层厚度执行器，调节器采用PID算法，比例带取值范围60 80，积分时间50 60。在本实施例中，负荷一厚度设定曲线是依据运行操作经验如下设定:大于等于100%负荷时厚度设定值为120mm，小于等于30%负荷时厚度设定值为60mm，负荷在30% 100%之间变化时采用线性函数进行插值计 算。
权利要求
1.一种链条炉节能优化控制系统，其特征在于:设有主汽压力调节器、风流量调节器、负荷--氧量设定器、氧量调节器、煤质估计器、煤层厚度补偿器、负荷--厚度设定器、煤层厚度调节器和主汽压力、汽包压力、蒸汽流量、蒸汽温度、给水流量、给水温度、煤层厚度、炉排转速、风流量、烟气含氧量测量表以及风流量执行器、炉排转速执行器、煤层厚度执行器等现场仪表。
2.根据权利要求1所述的一种链条炉节能优化控制系统，其特征还包括:主汽压力作为主汽压力调节器的测量值，主汽压力调节器的输出作为风流量调节器的设定值，风流量作为风流量调节器的测量值，风流量调节器的输出连接到风流量执行器，根据主汽压力测量值与主汽压力设定值的偏差实现对风流量的闭环控制，调节器采用PID算法。
3.根据权利要求1所述的一种链条炉节能优化控制系统，其特征还包括:负荷一氧量设定器的输入是蒸汽流量，负荷一氧量设定器的输出是氧量调节器的设定值，其中氧量设定值是负荷蒸汽流量的函数，负荷一氧量设定曲线依据锅炉制造商提供设计资料或运行操作经验获得，遵循高负荷低烟气含氧量，低负荷高烟气含氧量原则；烟气含氧量是氧量调节器的测量值，氧量调节器的输出连接到炉排转速执行器；调节器采用PID算法，通过调节炉排转速实现对烟气含氧量的闭环控制。
4.根据权利要求1所述的一种链条炉节能优化控制系统，其特征还包括:汽包压力、蒸汽流量、蒸汽温度、给水流量、给水温度、煤层厚度、炉排转速等测量信号是煤质估计器的输入参数，煤质估计器依据锅炉热效率正平衡方程，计算燃煤的热值，煤质估计器的输出是前、后时间段燃煤热值的相对变化量，其中锅炉热效率按常数处理；煤质估计器的输出是煤层厚度补偿器的输入，煤层厚度补偿器的输出是煤层厚度设定值的修正量，燃煤热值变大，减小煤层厚度，燃煤热值变小，增加煤层厚度，燃煤热值与煤层厚度设定曲线根据运行操作经验进行设定。
5.根据权利要求1所述的一种链条炉节能优化控制系统，其特征还包括:负荷一厚度设定器的输入是蒸汽流量，输出是煤层厚度，负荷增加，煤层厚度增厚，负荷减小，煤层厚度变薄，负荷一厚度设定曲线依据运行操作经验获得；负荷一厚度设定器的输出与煤层厚度补偿器的输出之和作为煤层厚度调节器 的设定值，煤层厚度作为测量值，煤层厚度调节器的输出连接到煤层厚度执行器，实现对煤层厚度的闭环控制，调节器采用PID算法。
全文摘要
一种链条炉节能优化控制系统，其特征在于根据主汽压力调节风量，根据烟气含氧量调节炉排转速，根据负荷和煤质调节煤层厚度。本发明的有益之处在于，负荷调整的及时性要比用主汽压力调整给煤快；负荷—氧量设定器控制方式能够实现高负荷时低烟气含氧量，低负荷时高烟气含氧量，保证合理的空气过剩系数，有利于提高锅炉热效率；负荷增大，煤层增厚；煤质变差，煤层变厚，使得炉排转速比较合理，避免了高的炉排转速下所造成的燃煤停留时间过短，燃煤燃烧不完全的问题，从而提高锅炉热效率。
文档编号F22B35/00GK103234190SQ20131017479
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月13日 优先权日2013年5月13日
发明者于现军, 吕伟军 申请人:北京和隆优化科技股份有限公司