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3 号炉燃烧优化闭环控制系统投入的效益分析
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2017 电力行业节能技术研讨会 208 燃烧效率提供了优化算法,其可平衡 q2-排烟损失 与 q4-未燃尽损失(CIA,飞灰含碳量) ,寻求最佳 的配风、配煤方式,以达到最高的锅炉燃烧效率。 4 燃烧优化闭环控制原理 锅炉燃烧优化闭环控制器是一个基于实际运行 情况的带有预测功能的,模块化的多输入多输出 (MIMO) ,且具有自适应的优化闭环控制器。其内部 是由 n 个多输入单输出(MISO)控制器有机组合的 MIMO。每一个(MISO)控制器均基于线性/非线性控 制矩阵,控制矩阵由两部分组成,其一为差值矩阵, 另一各是绝对矩阵。 基于现代控制论之上的优化闭环控制器,工程 师按优化要求确定控制目标最佳值(CV) ,根据实时 的系统干扰量(DV)来进行优化运算,计算出可变 量(MV) 。而此可变量(MV)即锅炉燃烧优化闭环控 制器优化控制器的输出量,将作用于 DCS 使锅炉的 燃烧系统达到一个优化状态。 锅炉燃烧优化闭环控制器的其他特点为: 1.先进的控制理念,适用于复杂的系统,完全 闭环运行,使机组始终维持在最优化调整状态; 2.内置强大的数学分析工具,可更深入了解系 统特性,进行各类挖潜; 3.采用模块化设计,简化了施工安装步骤,大 大缩短了投资回报周期; 4.有别与现在常用的神经网络优化控制方法, 具体如下表 1。 锅炉燃烧优化闭环控制器能在复杂的生产过程中 理解和控制多变量之间的相互关系和作用,且具有自适 应功能,在实际应用过程中,模型能适应生产过程的动 态变化。锅炉燃烧优化闭环控制器使用交互变量,适用 于大延迟,积分特性和反相响应等技术模拟和控制复杂 的生产过程,尤其在各变量间存在不同时间死区的情况 下。很多现有的过程控制系统存在着不稳定的临界控制 部分,这是非常难处理的,总需要工程师再调整,或者 需要运行人员人工手调,机组运行不能在最优化点运行。 锅炉燃烧优化闭环控制器能够对锅炉燃烧进行优化闭 环控制,使机组保持系统在优化状态下运行。 表 1 锅炉燃烧优化闭环控制器与纯神经网络相比较 锅炉燃烧优化闭环控制器神经网络 1基于动态过程模型基于数据样本 2产生各参量间的关系产生神经网络模型 3包括直接确定“时间延迟” 没有 “时间延迟” 处理 功能 4 模型能够同当前的生产过 程紧密相连,并可用已知 的生产过程知识为依据对 模型进行校验 模型不具有确认当前 工况功能, 因此不能同 当前的生产过程紧密 相连 5模型有在线自适应功能 模型没有在线自适应 功能 6 仅用一些数据就能增加模 型功能 增加模型功能需大量 数据 7 通常项目的执行时间为数 周 通常项目的执行时间 为几个月 燃烧优化闭环控制系统的系统组态不直接改变 现有的 DCS 的控制理念。以偏置(或设定指令)方 式加入原先的 PID 控制回路,即用燃烧优化闭环控 制系统来替代运行人员的手动偏置,或者在确保安 全的条件下亦可采用指令形式,直接对现场设备或 运行参数进行控制。所有这些控制偏置/指令将在允 许的特定范围内改变锅炉的运行参数,这不会直接 改变锅炉协调控制的负荷情况。这些控制偏置/指令 按电厂的实际控制情况,为燃烧优化闭环控制系统 设计特殊的跟踪逻辑,本系统在闭环方式下实现无 扰切换。系统通过调整或改善排烟温度、过热器出 口温度、过热器减温水量、再热器出口温度、锅炉 氧量、飞灰含碳量、锅炉结焦等措施实现闭环控制, 提高机组效率。燃烧优化闭环控制器是一个基于实 际运行情况的带有预测功能的,且具有自适应的优 化闭环控制器。 为确保锅炉燃烧优化闭环控制器优化程序的正 常稳定运行,我们将设置多重可调变量的信号保护, 这些保护包括信号量程的保护,信号变化速率的保

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