[01755473]电站锅炉运行优化控制系统

中国是世界第一耗煤大国，且主要用于火力发电。目前，大部分火电厂未采取措施对燃煤锅炉排放的NOx进行脱除，因此造成对环境的污染越来越严重。对NOx的控制有两种途径，一是燃烧过程中的控制，二是燃烧后的烟气脱硝。氮氧化物NOx是在煤燃烧过程中形成的，主要与煤在锅炉中的燃烧温度及停留时间等因素有关，囚此采用锅炉综合运行优化控制系统，可有效地降低NOx的排放，并同时提高锅炉运行效率。技术特点：(一)锅炉运行优化控制原理：1、根据运行历史数据和试验数据，建市机组在不同的干扰量(负荷，环境温度)下，锅炉各可调量，如一次风压、二次风压、燃烧器倾角、烟气含氧量、给粉偏置等与锅炉运行性能(NOx利效率)之间的非线性动态模型；2、通过运行历史数掘和试验数据，建立锅炉各可调量，如一次风压、二次风压、燃烧器倾角、烟气含氧量、给粉偏置等和不可调量，如负荷、环境温度与锅炉运行性能(NOx和效率)之间的非线性稳态模型；3、通过稳念模犁，寻求机组当前可以达到的最件性能；4、根据系统动态模型，采刚多变革预测摔制，控制机组逼近可以达到的最佳状态，从而实现性能最佳。(二)具体实现的技术方案：锅炉运行优化控制系统建市在现有电厂的DCS控制系统的基础上，通过与DCS通信，获取锅炉机组的所有状态与参数，以这些数据为基础，进行建模、优化与控制，得到影响锅炉运行效率的各个控制量的最优值，并以偏置值的形式反馈到DCS，实现锅炉运行的闭环控制。锅炉运行优化控制系统的具体工作过程。锅炉运行优化控制系统给出运行可调参数的最佳值，如最佳的烟气含氧量，最佳的一次风压，二次风压等，并将这些值传送给DCS，由DCS完成具体的控制任务。具体控制时，运行优化控制系统仅仅给出原DCS控制参数设定值的一个偏差补偿值，如目前DCS控制氧量设定值为4％，而运行优化系统需要将其调整到3.5％，则优化系统将给出一个-0.5％的偏差，加在DCS的原设定值上，由DCS完成具体的控制任务，从而实现优化控制目的。锅炉运行优化控制系统可以有两种工作模式：1、优化—顾问工作模式：锅炉运行优化控制系统将优化结果，即与锅炉运行性能有关的各个操作量的偏置值，提交给运行人员，由运行人员手工设定DCS设定值的偏置量。2、优化—闭环工作模式：锅炉运行优化控制系统将优化结果，即与锅炉运行性能有关的各个操作量的偏置值，直接下载到DCS，完成性能闭环控制。(三)系统对机组运行的安全性分析：该系统的投运并不影响机组运行的安全性，因为锅炉运行优化控制系统仅仅是在原DCS控制系统的设定值上增加一偏置值，为DCS指明一个优化的控制目标和方向，以提高机组运行性能，并不参与DCS的实际控制过程。锅炉运行优化控制增加到DCS控制系统设定值上的偏置值，需要经过多个安全逻辑检查和安全限判断，才能加入到DCS控制的设定值上，从而保证原控制系统的安全性。应用说明：目前中国常规电站锅炉运行效率低，NOx排放偏高的主要原因有：1、锅炉热力优化试验时间间隔较长；2、锅炉机组经常进行设备改造而导致锅炉状态偏离热力试验的状况；3、锅炉机组燃烧的煤种不稳定；4、运行中存在的积灰、结渣、漏风等问题使设备状况偏离试验工况；5、燃烧系统运行并没有按热力试验结果运行，具有很大的随意性。随着技术及管理的进步，目前投运锅炉运行优化控制系统是可以实现的，其原因如下。1、目前中国火电机组普遍进行了DCS控制改造，机组的可控性得到大大的提高。锅炉运行优化控制系统作为机组运行控制的优化决策层，而DCS作为机组运行控制的执行层，能够很好地完成优化决策层下达的控制任务。2、目前很多在线分析仪表进入实用阶段，如飞灰含炭测量，烟气连续NOx测量等，为锅炉运行性能的在线建模提供了精确的反馈量。3、自动化领域的人工神经网络建模，多变量预测控制等的理论与实践进入了实用阶段，为锅炉运行优化提供了建模和控制手段。效益分析：根据原机组的运行情况而定，一般NOx可降低5％-15％左右，锅炉运行效率可提高0.3-1％左右。合作方式：面议。