[01642742]余热锅炉与工业锅炉发电协调优化运行管理控制系统

组成余热锅炉与工业锅炉发电过程中,各工艺参数之间的关系错综复杂,较难建立整个热工与发电过程的常规数学模型,系统设备之间缺乏协调优化,严重影响了余热发电过程的稳定运行和效益。本项目在建立余热锅炉与工业锅炉发电过程集成模型的基础上,综合考虑余热锅炉工业锅炉发电过程中能耗、热效率、排放及设备运行安全等多个技术指标,以设备安全、工艺条件为约束,进行余热锅炉发电过程的多目标优化,得到多个关联系统的关键参数最优值,指导各系统跟踪模型参数最优值并按其在线控制。集成VB语言、数据库、智能控制算法、现场总线技术、OPC技术,开发余热锅炉发电运行优化指导系统和综合控制系统,实现余热锅炉与工业锅炉发电过程的节能综合优化运行管理与控制。 2) 主要解决的关键技术问题 （1）余热锅炉与工业锅炉发电稳态与动态模型 余热锅炉发电过程工艺复杂、特别是余热锅炉热工部分,影响因素多,仅通过分析工艺机理,很难建立全过程的解析模型。通过现场长期运行保存了大量的数据和操作经验,为基于统计数据的建模方法和智能专家方法提供了有用信息。在深入分析余热锅炉发电过程机理的基础上,结合机理与智能建模方法及多模型的融合理论,建立余热锅炉发电过程的智能集成数学模型。 （2）余热锅炉与工业锅炉发电过程的多目标协调优化控制 中压工业锅炉既可并入余热发电厂房的过热蒸汽缸进行发电,又可通过本体减温减压直接送入低压蒸汽管网,当需要它作发电使用时,如何保证锅炉安全生产并网是整个系统的关键,否则在压力超高的情况,将引起余热锅炉跳闸,主窑炉停炉,余热发电停机,因此,为了安全生产,必须保持余热锅炉和工业锅炉协调稳定运行。 本项目将针对余热锅炉与工业锅炉发电过程的特点,采用两级多目标优化方法,优化管理指导设定级以安全运行及工艺条件为约束,综合考虑能耗、热效率和发电量,研究多种优化方法及这些方法的智能集成,对余热锅炉发电过程的工艺参数进行大范围的全局优化,解决各系统特别是余热锅炉主窑炉不同生产负荷情况汽轮机主压力设定问题,指导各子系统优化运行。分布式控制级以锅炉效率/排放为目标,优化燃烧过程。从而实现余热锅炉发电过程的多目标协调优化控制,达到余热锅炉发电经济运行的目标。 （3）高可靠性的优化管理控制系统开发与实现 余热锅炉发电运行优化管理与控制系统由2级分布式系统构成,即系统过程运行优化管理指导级（L2）以及分布式控制级（L1）,并与厂级资源管理ERP/MES（L3）接口。开发了不同DCS控制系统通讯程序,实现了整个系统信息透明访问与公司厂级资源管理ERP/MES信息供享 分布式控制级（L1）的锅炉运行优化综合控制系统,采用模糊系统对锅炉特性建模, 并利用寻优算法实现操作参数的实时寻优。这种方法能够获得目前最佳的锅炉燃烧调整方式, 对锅炉的节能降耗和降低环境污染都有重要的意义。 在余热锅炉发电运行优化管理与控制系统中,一切紧紧围绕余热锅炉发电生产控制管理这个中心,将余热锅炉发电生产的所有工艺段都纳入该系统的指导管理范围,实现全线的综合最优控制与管理。 本项目采取现场调研试验、实验室仿真、系统开发、现场运行完善四步。首先深入分析余热锅炉发电过程的工艺机理,建立余热锅炉发电负荷分配与协调数学模型。集成采用传统优化算法、进化算法与专家推理方法,从整个发电厂的角度进行在线性能计算和能损偏差分,计算出各系统级性能指标和考核指标的实时值,同时计算单元机组在各种工况下的理想目标值,寻找使能耗、发电量、设备安全达到综合最优的工艺参数设优化定值。给出操作指导信息。开发锅炉综合控制系统,实现余热锅炉发电的综合优化控制。最后,通过工程应用不断修改完善,实现机组节能减排性能指标。 3) 主要创新点： （1）基于多模型融合的集成模型 在分析余热锅炉与工业锅炉发电过程工艺机理的基础上,针对负荷分配及各锅炉热工参数对余热锅炉透平发电系统不同的影响方式及影响程度,采用智能集成建模的理论与方法,建立余热锅炉联合工业锅炉发电过程的智能集成模型。 （2）多层次多目标优化 以工业锅炉作为主要调节手段,采用两级多目标优化方法,第一层优化管理指导设定级以安全运行及工艺条件为约束,综合考虑能耗、热效率和发电量,对余热锅炉发电过程的工艺参数进行全局优化,解决各系统特别是余热锅炉主窑炉不同生产负荷情况汽轮机主压力设定问题。第二层分布式控制级以锅炉效率/排放为目标,优化燃烧过程。余热锅炉负荷预测,动态规划与模糊推理实现操作指导,从而实现余热锅炉发电过程的多目标协调优化管理与控制。 （3）多系统集成开发与实现 集成VB语言、数据库、智能控制算法、现场总线技术、OPC技术,开发余热锅炉联合工业锅炉发电优化运行管理与控制系统,将多种不同集散系统联网形成全流程自动化系统,实现底层控制和过程协调优化指导,指导运行人员进行优化操作。与公司厂级资源管理ERP/MES信息供享,为全厂生产过程综合优化打下基础。