一种循环流化床锅炉燃烧控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种循环流化床锅炉燃烧控制系统及其方法，涉及锅炉燃烧技术领域，解决了由于循环流化床锅炉燃烧不充分而造成的环境污染问题。该系统包括优化控制器以及与优化控制器相连的基层控制器，优化控制器用于根据预设优化目标，实时计算并输出优化风煤比，基层控制器用于根据优化控制器计算的优化风煤比，实现循环流化床锅炉的燃烧控制。本发明专利技术用于在线循环流化床锅炉的燃烧控制，采用双层控制器的多变量预估控制技术，实现多变量的解耦合及关键变量的提前预判，超前调节，进而实现在线循环流化床锅炉的最佳燃烧，使煤粉充分燃烧，提高锅炉的燃烧效率，在锅炉的正常生产下，有效实现长周期无人化操作及循环流化床锅炉的节能降耗。锅炉的节能降耗。锅炉的节能降耗。

【技术实现步骤摘要】
一种循环流化床锅炉燃烧控制系统及其方法


[0001]本专利技术涉及锅炉燃烧
，具体而言，涉及一种循环流化床锅炉燃烧控制系统及其方法。

技术介绍

[0002]循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed Boiler，CFB）自20世纪80年代初进入燃煤锅炉的商业市场以来，在中小型锅炉中已占有相当的份额，其生产中采用粒度较大的粉煤为原料，生成蒸汽以用于汽轮机发电或者供给其他热用户。
[0003]由于循环流化床锅炉燃烧的碳排放较大，为解决环境污染的问题，需全面提升循环流化床锅炉的自动化水平，精细化生产，“卡边”生产，平稳生产和节能降耗。而在循环流化床锅炉的自动优化控制中，最重要的是燃烧控制系统，因此，亟需设计一种燃烧控制系统以实现循环流化床锅炉的最佳燃烧，解决目前循环流化床锅炉燃烧的环境污染问题。

技术实现思路

[0004]本说明书提供一种循环流化床锅炉燃烧控制系统及其方法，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0005]第一方面，根据本说明书实施例，提供了一种循环流化床锅炉燃烧控制系统，包括：优化控制器，用于根据预设优化目标，实时计算并输出优化风煤比；基层控制器，所述基层控制器与所述优化控制器相连，用于根据所述优化控制器计算的优化风煤比，实现循环流化床锅炉的燃烧控制。
[0006]优选的，所述优化控制器和所述基层控制器均为基于模型的预测控制器。
[0007]进一步优选的，所述优化控制器的预设优化目标包括氧含量、吨煤产汽量，所述优化控制器的输入为热值补偿量和实际风煤比，所述优化控制器的输出为所述优化风煤比，且所述优化控制器根据所述热值补偿量修正输出的所述优化风煤比。
[0008]进一步优选的，所述基层控制器包括：反馈校正模块，所述反馈校正模块与循环流化床锅炉系统相连，用于采集实际工艺参数；模型预测模块，所述模型预测模块与所述反馈校正模块相连，用于根据所述实际工艺参数修正模型预测输出值；基层动态求解器，所述基层动态求解器的输出端分别与所述模型预测模块、所述循环流化床锅炉系统相连，其输入值为修正后的模型预测输出值与控制目标的差值，输出值为锅炉燃烧控制量；所述锅炉燃烧控制量包括给煤量、一次风量、二次风量、引风量、给水量。
[0009]再进一步优选的，所述实际工艺参数包括实际汽包液位值、实际风煤比、主汽压力值、主汽温度值以及炉膛压力值，所述修正后的模型预测输出值包括汽包液位预测值、风煤
比预测值、主汽压力预测值、主汽温度预测值以及炉膛压力预测值；所述控制目标包括汽包液位控制目标、主汽压力控制目标、主汽温度控制目标、炉膛压力控制目标；所述基层动态求解器的输入值为所述汽包液位预测值与所述汽包液位控制目标的差值、所述主汽压力预测值与所述主汽压力控制目标的差值、所述主汽温度预测值与所述主汽温度控制目标的差值、所述炉膛压力预测值与所述炉膛压力控制目标的差值以及所述风煤比预测值与所述优化风煤比的差值。
[0010]第二方面，根据本说明书实施例，提供了一种循环流化床锅炉燃烧控制方法，包括：设定预设优化目标，利用优化控制器根据所述预设优化目标，实时计算优化风煤比；将实时计算的所述优化风煤比输入基层控制器，利用所述基层控制器根据所述优化风煤比实现循环流化床锅炉的燃烧控制。
[0011]优选的，所述优化控制器和所述基层控制器均为基于模型的预测控制器。
[0012]进一步优选的，所述设定预设优化目标，利用优化控制器根据所述预设优化目标，实时计算优化风煤比具体包括：设定预设优化目标；所述预设优化目标包括氧含量、吨煤产汽量；将热值补偿量和实际风煤比输入优化控制器，所述优化控制器根据所述预设优化目标实时计算输出风煤比，并根据所述热值补偿量修正所述输出风煤比，得到优化风煤比。
[0013]进一步优选的，所述将实时计算的所述优化风煤比输入基层控制器，利用所述基层控制器根据所述优化风煤比实现循环流化床锅炉的燃烧控制具体包括：设定控制目标，并将所述优化风煤比输入基层控制器；采集循环流化床锅炉系统的实际工艺参数，根据所述实际工艺参数修正模型预测输出值；将修正后的模型预测输出值与所述控制目标进行比较，之后，将所述修正后的模型预测输出值与所述控制目标的差值输入所述基层控制器的基层动态求解器，以得到锅炉燃烧控制量；所述锅炉燃烧控制量包括给煤量、一次风量、二次风量、引风量、给水量；将所述锅炉燃烧控制量输送至所述循环流化床锅炉系统，以使所述循环流化床锅炉系统根据所述锅炉燃烧控制量进行调节控制所述循环流化床锅炉的燃烧。
[0014]再进一步优选的，所述实际工艺参数包括实际汽包液位值、实际风煤比、主汽压力值、主汽温度值以及炉膛压力值，所述修正后的模型预测输出值包括汽包液位预测值、风煤比预测值、主汽压力预测值、主汽温度预测值以及炉膛压力预测值；所述控制目标包括汽包液位控制目标、主汽压力控制目标、主汽温度控制目标、炉膛压力控制目标；将修正后的模型预测输出值与所述控制目标进行比较具体包括：将所述汽包液位预测值与所述汽包液位控制目标、所述主汽压力预测值与所述主汽压力控制目标、所述主汽温度预测值与所述主汽温度控制目标、所述炉膛压力预测值与所述炉膛压力控制目标、所述风煤比预测值与所述优化风煤比分别进行比较，以得到所述汽包液位预测值与所述汽包液位控制目标的差值、所述主汽压力预测值与所述主汽压力控制目标的差值、所述主汽温度预测值与所述主汽温度控制目标的差值、所述炉膛压力预测
值与所述炉膛压力控制目标的差值以及所述风煤比预测值与所述优化风煤比的差值。
[0015]本说明书实施例的有益效果如下：采用两层基于模型的预测控制器，双层控制器的多变量预估控制技术可实现关键变量的提前预判，超前调节，且可实现多变量的解耦合，基层控制器完成基础功能的自动化控制，优化控制器在线实时计算优化的风煤比，实现了在线循环流化床锅炉的最佳燃烧，使煤粉充分燃烧，提高了锅炉的燃烧效率，在锅炉的正常生产下，可有效实现长周期无人化操作及循环流化床锅炉的节能降耗。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本说明书实施例提供的循环流化床锅炉燃烧控制系统的结构框图；图2为本说明书实施例提供的循环流化床锅炉燃烧控制系统中基层控制器的工作原理框图；图3为本说明书实施例提供的循环流化床锅炉燃烧控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床锅炉燃烧控制系统，其特征在于，包括：优化控制器，用于根据预设优化目标，实时计算并输出优化风煤比；基层控制器，所述基层控制器与所述优化控制器相连，用于根据所述优化控制器计算的优化风煤比，实现循环流化床锅炉的燃烧控制。2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述优化控制器和所述基层控制器均为基于模型的预测控制器。3.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述优化控制器的预设优化目标包括氧含量、吨煤产汽量，所述优化控制器的输入为热值补偿量和实际风煤比，所述优化控制器的输出为所述优化风煤比，且所述优化控制器根据所述热值补偿量修正输出的所述优化风煤比。4.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述基层控制器包括：反馈校正模块，所述反馈校正模块与循环流化床锅炉系统相连，用于采集实际工艺参数；模型预测模块，所述模型预测模块与所述反馈校正模块相连，用于根据所述实际工艺参数修正模型预测输出值；基层动态求解器，所述基层动态求解器的输出端分别与所述模型预测模块、所述循环流化床锅炉系统相连，其输入值为修正后的模型预测输出值与控制目标的差值，输出值为锅炉燃烧控制量；所述锅炉燃烧控制量包括给煤量、一次风量、二次风量、引风量、给水量。5.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述实际工艺参数包括实际汽包液位值、实际风煤比、主汽压力值、主汽温度值以及炉膛压力值，所述修正后的模型预测输出值包括汽包液位预测值、风煤比预测值、主汽压力预测值、主汽温度预测值以及炉膛压力预测值；所述控制目标包括汽包液位控制目标、主汽压力控制目标、主汽温度控制目标、炉膛压力控制目标；所述基层动态求解器的输入值为所述汽包液位预测值与所述汽包液位控制目标的差值、所述主汽压力预测值与所述主汽压力控制目标的差值、所述主汽温度预测值与所述主汽温度控制目标的差值、所述炉膛压力预测值与所述炉膛压力控制目标的差值以及所述风煤比预测值与所述优化风煤比的差值。6.一种循环流化床锅炉燃烧控制方法，其特征在于，包括：设定预设优化目标，利用优化控制器根据所述预设优化目标，实时计算优化风煤比；将实时计算的所述优化风煤比输入基层控制器，利用所述基层控制器根据所述优化风煤比实现循环流化床锅炉的燃烧控制。7.根据权利要求6所述的循环流化床锅炉燃烧控...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙乐文，张伟勇，盛天佑，张天琦，张志强，王健，方舟，梁洋洋，
申请(专利权)人：清云智通北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：