鍋爐風(fēng)量控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種鍋爐風(fēng)量控制方法，包括步驟：獲取負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，計(jì)算得到主控風(fēng)量值；獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)；獲取CO濃度，獲得CO濃度修正系數(shù)；根據(jù)主控風(fēng)量值、給水控制參數(shù)修正系數(shù)和CO濃度修正系數(shù)計(jì)算風(fēng)量參考值，比較風(fēng)量參考值與最低風(fēng)量值，取其大者作為風(fēng)量設(shè)定值；根據(jù)風(fēng)量設(shè)定值調(diào)控風(fēng)量。如此，給水控制參數(shù)反應(yīng)汽輪機(jī)的效率，CO濃度反應(yīng)鍋爐的燃燒效率，采用給水控制參數(shù)修正的風(fēng)量-負(fù)荷模式進(jìn)行風(fēng)量的粗調(diào)，采用CO濃度修正進(jìn)行風(fēng)量的細(xì)調(diào)。不僅克服燃料熱值對(duì)鍋爐風(fēng)量的影響，還避免采用氧量修正系統(tǒng)中氧化鋯測(cè)量受到環(huán)境溫度干擾等因素影響，實(shí)現(xiàn)鍋爐風(fēng)量的優(yōu)化調(diào)節(jié)，提高機(jī)組效率。
【專利說明】鍋爐風(fēng)量控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種鍋爐風(fēng)量控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中，鍋爐是生產(chǎn)過程中重要的動(dòng)力設(shè)備，其燃燒優(yōu)化的優(yōu)劣直接影響到相關(guān)裝置生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。鍋爐運(yùn)行的燃燒優(yōu)化調(diào)整，即根據(jù)燃燒過程優(yōu)劣的指標(biāo)，對(duì)影響燃燒工況的主要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，使燃燒過程達(dá)到安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、低污染的要求。影響燃燒工況的主要因素有入爐煤質(zhì)特性、配風(fēng)方式和風(fēng)量控制等。其中，風(fēng)量控制直接影響鍋爐運(yùn)行氧量的變化，而運(yùn)行氧量的變化不僅直接影響排煙熱損失及鍋爐熱效率的變化，還引起其他參數(shù)的變化。因此，鍋爐風(fēng)量控制對(duì)鍋爐的燃燒優(yōu)化至關(guān)重要。
[0003]一般地，鍋爐風(fēng)量控制的實(shí)現(xiàn)方式主要有風(fēng)量-燃料模式和風(fēng)量-負(fù)荷模式。風(fēng)量-燃料模式即風(fēng)量設(shè)定值與入爐燃料量呈函數(shù)關(guān)系。但是此種模式在入爐燃料的熱值變化時(shí)，同樣負(fù)荷的入爐燃料量變化，鍋爐風(fēng)量也發(fā)生變化，但實(shí)際燃燒需要的理論空氣量卻基本不變，而往往鍋爐運(yùn)行風(fēng)量偏大，降低了機(jī)組的效率。
[0004]另一種風(fēng)量-負(fù)荷的實(shí)現(xiàn)方式，即風(fēng)量設(shè)定值是機(jī)組負(fù)荷的函數(shù)，該方式解決了燃料熱值變化對(duì)鍋爐風(fēng)量的影響，但需要附加氧量修正系統(tǒng)，使鍋爐得到一個(gè)合適的風(fēng)量。但氧量的測(cè)量不能直接反應(yīng)爐內(nèi)空氣和煤粉混合情況的好壞，僅能提供過量空氣系數(shù)，即使氧量充足，若混合不好引起爐內(nèi)局部缺氧也會(huì)造成不完全燃燒損失增大。煙道漏氣以及煙道成分分層等問題導(dǎo)致氧量測(cè)量還具有一定的誤差，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)到的氧量值不具有代表性，使鍋爐無法維持一個(gè)合適的風(fēng)量，降低了機(jī)組效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]基于此，有必要針對(duì)監(jiān)測(cè)到的氧量值不具有代表性，使鍋爐無法維持一個(gè)合適的風(fēng)量，降低了機(jī)組效率的問題，提供一種鍋爐風(fēng)量控制方法及系統(tǒng)。
[0006]一種鍋爐風(fēng)量控制方法，包括以下步驟:
[0007]獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值；
[0008]獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)；
[0009]獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)；
[0010]根據(jù)所述主控風(fēng)量值、給水控制參數(shù)修正系數(shù)和CO濃度修正系數(shù)計(jì)算風(fēng)量參考值，比較所述風(fēng)量參考值與鍋爐機(jī)組預(yù)設(shè)的最低風(fēng)量值，取其大者作為風(fēng)量設(shè)定值；
[0011]根據(jù)所述風(fēng)量設(shè)定值調(diào)控風(fēng)量。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值的步驟，具體包括以下步驟:[0013]獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷；
[0014]根據(jù)所述負(fù)荷指令與額定負(fù)荷獲取負(fù)荷指令率；
[0015]代入所述負(fù)荷指令率于所述風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到第一風(fēng)量值；
[0016]根據(jù)所述實(shí)際負(fù)荷與額定負(fù)荷獲取實(shí)際負(fù)荷率；
[0017]代入所述實(shí)際負(fù)荷率于所述風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到第二風(fēng)量值；
[0018]比較所述第一風(fēng)量值和第二風(fēng)量值，取其大者為主控風(fēng)量值。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)的關(guān)系式如下:
[0020]Qf=MAX (30, Lr)
[0021]其中，Qf為風(fēng)量，Lr為負(fù)荷率，所述負(fù)荷率包括負(fù)荷指令率或者實(shí)際負(fù)荷率。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)的步驟，具體包括以下步驟:
[0023]代入所述實(shí)際負(fù)荷率于所述給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)；
[0024]獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，將所述實(shí)際給水控制參數(shù)與所述設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)的比值作為給水控制參數(shù)修正比率；
[0025]代入所述給水控制參數(shù)修正比率于所述給水控制參數(shù)修正函數(shù)，計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)。
[0026]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)關(guān)系式如下:
[0027]Qsj=Lr
[0028]其中，Qg為給水控制參數(shù)，L為負(fù)荷率，所述負(fù)荷率包括負(fù)荷指令率或者實(shí)際負(fù)荷率。
[0029]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述給水控制參數(shù)修正函數(shù)關(guān)系式如下:
[0030]Ks=0.9，iQfcat/QsJ<0.8
[0031]Ks=0.9+0.5 X (Qfcat/QsJ-0.8)，當(dāng) 0.8<Qfcat/QsJ<l.2
[0032]Ks=L l，iQfcat/QsJ ≥ 1.2
[0033]其中，Qfcat為鍋爐實(shí)際給水控制參數(shù)，Qsj鍋爐設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)(％)，Ks為給水控制參數(shù)修正系數(shù)。
[0034]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)的步驟，具體包括以下步驟:
[0035]獲取鍋爐尾部煙道CO濃度；
[0036]對(duì)所述CO濃度進(jìn)行濾波和加阻尼邏輯處理；
[0037]輸入經(jīng)過濾波和加阻尼邏輯處理的所述CO濃度于CO修正控制器，得出CO濃度標(biāo)
準(zhǔn)信號(hào)；
[0038]根據(jù)所述信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換所述CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，獲取CO濃度修正系數(shù)。
[0039]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)關(guān)系式如下:
[0040]Kco=0.9+0.002 X P
[0041]其中，P為CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，Kco為CO濃度修正系數(shù)。
[0042]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述給水控制參數(shù)為主蒸汽流量或給水流量。[0043]一種鍋爐風(fēng)量控制系統(tǒng)，包括:
[0044]主控風(fēng)量值獲取模塊，獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值；
[0045]給水控制參數(shù)修正系數(shù)獲取模塊，獲取鍋爐的實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)；
[0046]CO濃度修正系數(shù)獲取模塊，獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)；
[0047]風(fēng)量控制模塊，根據(jù)所述主控風(fēng)量值、給水控制參數(shù)修正系數(shù)和CO濃度修正系數(shù)計(jì)算風(fēng)量參考值，比較所述風(fēng)量參考值與鍋爐機(jī)組預(yù)設(shè)的最低風(fēng)量值，取其大者作為風(fēng)量設(shè)定值，并根據(jù)所述風(fēng)量設(shè)定值調(diào)控風(fēng)量。
[0048]上述鍋爐風(fēng)量控制方法及系統(tǒng)，通過引入給水控制參數(shù)和CO濃度兩個(gè)風(fēng)量控制參數(shù)，給水控制參數(shù)反應(yīng)汽輪機(jī)的效率，CO濃度反應(yīng)鍋爐的燃燒效率，采用給水控制參數(shù)修正的風(fēng)量-負(fù)荷模式進(jìn)行風(fēng)量的粗調(diào)，采用CO濃度修正進(jìn)行風(fēng)量的細(xì)調(diào)。不僅克服了燃料熱值對(duì)鍋爐風(fēng)量的影響，還避免了采用氧量修正系統(tǒng)中氧化鋯測(cè)量受到環(huán)境溫度干擾、探頭堵灰等因素影響，實(shí)現(xiàn)了鍋爐風(fēng)量的優(yōu)化調(diào)節(jié)，提高了鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和可靠性，提高了經(jīng)濟(jì)效率和機(jī)組效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049]圖1為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法的流程示意圖；
[0050]圖2為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法獲取主控風(fēng)量值的流程示意圖；
[0051]圖3為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法獲取給水控制參數(shù)修正系數(shù)的流程示意圖；
[0052]圖4為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法獲取CO濃度修正系數(shù)的流程示意圖；
[0053]圖5為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法獲取風(fēng)量設(shè)定值的流程示意圖；
[0054]圖6為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制系統(tǒng)的模塊示意圖；
[0055]圖7為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法的風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)圖；
[0056]圖8為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法的給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)圖；
[0057]圖9為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法的給水控制參數(shù)修正函數(shù)圖；
[0058]圖10為一實(shí)施方式鍋爐風(fēng)量控制方法的CO濃度修正函數(shù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]如圖1所示，一種鍋爐風(fēng)量控制方法，包括以下步驟:
[0060]步驟S110，獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值。
[0061]鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令是對(duì)外部負(fù)荷要求指令，即目標(biāo)負(fù)荷指令進(jìn)行選擇并加以處理，變?yōu)閷?shí)際負(fù)荷指令，作為適合于鍋爐機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的功率給定值信號(hào)。實(shí)際負(fù)荷是通過實(shí)際測(cè)量，得到數(shù)據(jù)并經(jīng)過一定的算法得到鍋爐機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷值。
[0062]獲取鍋爐的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷后，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)經(jīng)過一系列的計(jì)算獲得主控風(fēng)量值。[0063]在其中一實(shí)施例中,風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)的函數(shù)關(guān)系式為:
[0064]Qf=MAX (30, Lr)
[0065]式中Qf為風(fēng)量，Lr為負(fù)荷率，負(fù)荷率包括負(fù)荷指令率或者實(shí)際負(fù)荷率，單位為％。如圖7所示，風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)的橫坐標(biāo)為鍋爐機(jī)組負(fù)荷率，縱坐標(biāo)為鍋爐燃燒所需風(fēng)量。可以理解的是，風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)的關(guān)系式根據(jù)鍋爐機(jī)組的不同而不同，通過鍋爐的參數(shù)計(jì)算獲得，在其他實(shí)施例中，也可根據(jù)鍋爐機(jī)組的參數(shù)經(jīng)過計(jì)算獲得不同的函數(shù)表達(dá)式。
[0066]步驟S120，獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)。
[0067]鍋爐的給水控制參數(shù)，可為主蒸汽流量，也可為給水流量。在本實(shí)施例中，鍋爐的給水控制參數(shù)為主蒸汽流量。主蒸汽流量和給水流量可通過主蒸汽流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，如孔板流量計(jì)，也可通過一定的計(jì)算獲得，如采用弗留格爾公式計(jì)算獲得主蒸汽流量。
[0068]在其中一實(shí)施例中，給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)關(guān)系式如下:
[0069]Qsj=Lr
[0070]式中Qsj為給水控制參數(shù)，Lr為負(fù)荷率，負(fù)荷率包括負(fù)荷指令率或者實(shí)際負(fù)荷率，單位為％。如圖8所示,給水控制參數(shù)函數(shù)橫坐標(biāo)為負(fù)荷率,縱坐標(biāo)為給水控制參數(shù)。需要指出的是，給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)關(guān)系式還可為其它表達(dá)式，可根據(jù)鍋爐機(jī)組的實(shí)際情況而調(diào)整。。
[0071]給水控制參數(shù)修正函數(shù)關(guān)系式如下:
[0072]Ks=0.9，iQfcat/QsJ<0.8
[0073]Ks=0.9+0.5 X (Qfcat/QsJ~0.8)，當(dāng) 0.8<Qfcat/QsJ<l.2
[0074]Ks=L l，iQfcat/QsJ 1.2
[0075]式中，Qfcat為鍋爐實(shí)際給水控制參數(shù)，Qsj為鍋爐設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)(％)，Ks為給水控制參數(shù)修正系數(shù)。如圖9所示,橫坐標(biāo)為鍋爐給水控制參數(shù)/設(shè)計(jì)給水控制參數(shù),縱坐標(biāo)為給水控制參數(shù)修正系數(shù)。需要指出的是，給水控制參數(shù)修正函數(shù)關(guān)系式還可為其它表達(dá)式，可根據(jù)鍋爐機(jī)組的實(shí)際情況不同而調(diào)整。
[0076]由于機(jī)組的實(shí)際效率與設(shè)計(jì)效率存在一定的偏差，一般情況下機(jī)組存在蒸汽泄漏、氣溫達(dá)不到設(shè)計(jì)值、循環(huán)冷卻水溫高于設(shè)計(jì)值等原因，使機(jī)組實(shí)際效率低于設(shè)計(jì)效率。此時(shí)鍋爐的給水控制參數(shù)會(huì)高于設(shè)計(jì)值，進(jìn)入鍋爐的燃料值比設(shè)計(jì)值高，所需的風(fēng)量也比設(shè)計(jì)值要大，鍋爐的給水控制參數(shù)修正函數(shù)通過特定鍋爐機(jī)組的效率計(jì)算得到，從而可對(duì)鍋爐的給水控制參數(shù)進(jìn)行修正。
[0077]步驟S130，獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)。
[0078]在其中一實(shí)施例中，信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)的函數(shù)式為:
[0079]Kco=0.9+0.002 X P
[0080]式中，P為CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(％)，K。。為CO濃度修正系數(shù)。如圖10所示，信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)橫坐標(biāo)為CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，縱坐標(biāo)為CO濃度修正系數(shù)。需要指出的是，信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)的函數(shù)式根據(jù)鍋爐機(jī)組的不同而不同，通過鍋爐的參數(shù)計(jì)算獲得。
[0081]鍋爐煙氣中的CO濃度可反應(yīng)鍋爐的燃燒效率。一般情況下，在一定負(fù)荷下，隨著鍋爐的風(fēng)量增加，煙氣中的CO濃度下降，當(dāng)煙氣中的CO濃度較高時(shí)，鍋爐的運(yùn)行風(fēng)量不足，需要增加鍋爐機(jī)組的運(yùn)行風(fēng)量。
[0082]步驟S140，根據(jù)所述主控風(fēng)量值、給水控制參數(shù)修正系數(shù)和CO濃度修正系數(shù)計(jì)算風(fēng)量參考值，比較所述風(fēng)量參考值與鍋爐機(jī)組預(yù)設(shè)的最低風(fēng)量值，取其大者作為風(fēng)量設(shè)定值。
[0083]最低風(fēng)量即為鍋爐設(shè)計(jì)中達(dá)到一定負(fù)荷和效率最低的風(fēng)量值，從而將鍋爐機(jī)組的風(fēng)量控制在某個(gè)范圍值之上，保證鍋爐的效率與安全性能。
[0084]步驟S150，根據(jù)所述風(fēng)量設(shè)定值調(diào)控風(fēng)量。
[0085]根據(jù)所述風(fēng)量設(shè)定值調(diào)控風(fēng)量可通過風(fēng)量控制器實(shí)現(xiàn)，將風(fēng)量設(shè)定值輸入風(fēng)量控制器中，作為風(fēng)量控制器的設(shè)定值SP，風(fēng)量控制器調(diào)節(jié)鍋爐機(jī)組的風(fēng)量，將風(fēng)量值調(diào)節(jié)到風(fēng)量設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的優(yōu)化控制。
[0086]上述鍋爐風(fēng)量控制方法，通過引入給水控制參數(shù)和CO濃度兩個(gè)風(fēng)量控制參數(shù)，給水控制參數(shù)反應(yīng)汽輪機(jī)的效率，CO濃度反應(yīng)鍋爐的燃燒效率，采用給水控制參數(shù)修正的風(fēng)量-負(fù)荷模式進(jìn)行風(fēng)量的粗調(diào)，采用CO濃度修正進(jìn)行風(fēng)量的細(xì)調(diào)。不僅克服了燃料熱值對(duì)鍋爐風(fēng)量的影響，還避免了采用氧量修正系統(tǒng)中氧化鋯測(cè)量受到環(huán)境溫度干擾、探頭堵灰等因素影響，實(shí)現(xiàn)了鍋爐風(fēng)量的優(yōu)化調(diào)節(jié)，提高了鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和可靠性，提高了經(jīng)濟(jì)效率和機(jī)組效率。
[0087]此外，給水控制參數(shù)和CO濃度在鍋爐控制系統(tǒng)中為可靠性較高的控制參數(shù)，容易測(cè)量且準(zhǔn)確性高，風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)而獲得，不需測(cè)量。如此，不添加任何測(cè)量設(shè)備，便于現(xiàn)場(chǎng)布置和應(yīng)用，降低了運(yùn)行成本，還提高了風(fēng)量調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和可靠性，提高了經(jīng)濟(jì)效率和機(jī)組效率。
[0088]請(qǐng)參閱圖2，在其中一實(shí)施例中，步驟SllO獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值，具體包括以下步驟:
[0089]步驟S111，獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷。
[0090]步驟SI 12，根據(jù)所述負(fù)荷指令與額定負(fù)荷獲取負(fù)荷指令率。
[0091]其中，額定負(fù)荷可根據(jù)鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)而定，比如額定負(fù)荷為600，則負(fù)荷指令除以600獲得負(fù)荷指令率。
[0092]步驟S113，代入所述負(fù)荷指令率于所述風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到第一風(fēng)量值。
[0093]如圖7所示,風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)的橫坐標(biāo)為鍋爐機(jī)組負(fù)荷率,縱坐標(biāo)為鍋爐燃燒所需風(fēng)量，則將負(fù)荷指令率代入風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)通過計(jì)算得出第一風(fēng)量值。
[0094]步驟S114，根據(jù)所述實(shí)際負(fù)荷與額定負(fù)荷獲取實(shí)際負(fù)荷率。將實(shí)際負(fù)荷除以額定負(fù)荷，可獲得實(shí)際負(fù)荷率。
[0095]步驟SI 15，代入所述實(shí)際負(fù)荷率于所述風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到第二風(fēng)量值。第二風(fēng)量值與第一風(fēng)量值的獲取方法相同，將實(shí)際負(fù)荷率代入風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)，通過計(jì)算獲得第二風(fēng)量值。
[0096]步驟S116，比較所述第一風(fēng)量值和第二風(fēng)量值，取其大者為主控風(fēng)量值。
[0097]第一風(fēng)量值通過負(fù)荷指令經(jīng)過代入函數(shù)計(jì)算得出，第二風(fēng)量值通過實(shí)際負(fù)荷即負(fù)荷反饋代入函數(shù)計(jì)算獲得，將第一風(fēng)量值與第二風(fēng)量值進(jìn)行比較，取其大者可實(shí)現(xiàn)鍋爐加負(fù)荷時(shí)先加風(fēng)量，后加燃料，減負(fù)荷時(shí)先減燃料，再減風(fēng)量的功能。
[0098]請(qǐng)參閱圖3，在其中一實(shí)施例中，步驟S120獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算獲取給水控制參數(shù)修正系數(shù)，具體包括以下步驟:
[0099]步驟S122，代入所述實(shí)際負(fù)荷率于所述給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)。
[0100]給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)橫坐標(biāo)為負(fù)荷率，縱坐標(biāo)為給水控制參數(shù)，通過將實(shí)際負(fù)荷率代入給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)獲得設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)。
[0101]步驟S124，獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，將所述實(shí)際給水控制參數(shù)與所述設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)的比值作為給水控制參數(shù)修正比率。
[0102]通過測(cè)量裝置或一定的算法得到實(shí)際給水控制參數(shù)，并用實(shí)際給水控制參數(shù)除以設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)獲得給水控制參數(shù)修正比率。
[0103]步驟S126，代入所述給水控制參數(shù)修正比率于所述給水控制參數(shù)修正函數(shù)，計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)。
[0104]給水控制參數(shù)修正函數(shù)橫坐標(biāo)為鍋爐給水控制參數(shù)/設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)即給水控制參數(shù)修正系數(shù)，縱坐標(biāo)為給水控制參數(shù)修正系數(shù)，將給水控制參數(shù)修正比率代入到給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)?？梢岳斫獾氖牵?dāng)給水控制參數(shù)的測(cè)量偏大或偏小時(shí)，出現(xiàn)較大的波動(dòng)時(shí)，可將給水控制參數(shù)修正函數(shù)進(jìn)行修改。
[0105]請(qǐng)參閱圖4，在其中一實(shí)施例中，步驟S130獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)，具體包括以下步驟:
[0106]步驟S132，獲取鍋爐尾部煙道CO濃度。
[0107]CO濃度的獲取可通過設(shè)置在尾部煙道的CO探頭取樣裝置獲取，以便實(shí)時(shí)監(jiān)控CO濃度從而了解爐內(nèi)燃燒情況的優(yōu)劣，及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部缺氧現(xiàn)象等，還可通過CO濃度的分析合理調(diào)整爐內(nèi)燃料及配風(fēng)方式，保證氧量分布的均勻性。
[0108]步驟S134，濾波、加阻尼邏輯處理所述CO濃度值。
[0109]CO檢測(cè)裝置可獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，由于CO濃度是一個(gè)波動(dòng)較大的參數(shù)，不宜直接作為控制參數(shù)，因此CO濃度還需要經(jīng)過一定的信號(hào)處理才能經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)。濾波、加阻尼邏輯等信號(hào)處理為前文所述的信號(hào)處理的一種【具體實(shí)施方式】。
[0110]步驟S136，輸入所述信號(hào)處理的CO濃度值于所述CO修正控制器，得出CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。經(jīng)過信號(hào)處理的CO濃度值作為CO修正控制器的CO的PV值，CO修正控制器根據(jù)所述CO的PV值和CO設(shè)定值SP，輸出一個(gè)范圍為0?100的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。其中，CO修正控制器的CO設(shè)定值SP是指鍋爐尾部煙氣中的CO預(yù)設(shè)的濃度值，如lOOppm，是根據(jù)特定鍋爐在特定煤種下的燃燒特性確定，可由運(yùn)行人員設(shè)定。
[0111]當(dāng)CO的實(shí)際測(cè)量值為500ppm，表明風(fēng)量不足，則輸出信號(hào)大于50，如70，工作人員可根據(jù)此來判斷風(fēng)量是否足夠。
[0112]可以理解的是，可實(shí)現(xiàn)CO修正控制器的自動(dòng)和手動(dòng)切換，當(dāng)CO濃度對(duì)鍋爐總風(fēng)量不敏感，或運(yùn)行其他特定的鍋爐指令時(shí)，可以退出CO濃度修正，而由運(yùn)行人員直接輸出修正信號(hào)，從而調(diào)節(jié)鍋爐機(jī)組風(fēng)量設(shè)定值。
[0113]步驟S138，根據(jù)所述信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換所述CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，獲取CO濃度修正系數(shù)。[0114]信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)橫坐標(biāo)為CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，縱坐標(biāo)為CO濃度修正系數(shù)，將CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)滴入信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)，獲得CO濃度修正系數(shù)?？梢岳斫獾氖牵珻O濃度修正系數(shù)也可通過M/A站實(shí)現(xiàn)切換，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)輸入。
[0115]請(qǐng)參閱圖5，在其中一實(shí)施例中，步驟S140根據(jù)所述主控風(fēng)量值、給水控制參數(shù)修正系數(shù)和CO濃度修正系數(shù)計(jì)算風(fēng)量參考值，比較所述風(fēng)量參考值與鍋爐機(jī)組預(yù)設(shè)的最低風(fēng)量值，取其大者作為風(fēng)量設(shè)定值，具體包括以下步驟:
[0116]步驟S142，將所述主控風(fēng)量值與所述給水控制參數(shù)修正系數(shù)相乘獲得第三風(fēng)量值。
[0117]步驟S144，將所述第三風(fēng)量值與所述CO濃度修正系數(shù)相乘獲得風(fēng)量設(shè)定值。
[0118]步驟S146，比較所述風(fēng)量參考值與最低風(fēng)量，取其大者作為風(fēng)量PID的風(fēng)量設(shè)定值。
[0119]如圖6所示，還提供了一種鍋爐風(fēng)量控制系統(tǒng)，包括主控風(fēng)量獲取模塊110、給水控制參數(shù)修正系數(shù)獲取模塊120、CO濃度修正系數(shù)獲取模塊130和風(fēng)量控制模塊140。
[0120]主控風(fēng)量獲取模塊110獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值。給水控制參數(shù)修正系數(shù)獲取模塊120獲取鍋爐的實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)，從而掌控鍋爐的燃燒效率。CO濃度修正系數(shù)獲取模塊130，獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)。風(fēng)量控制模塊140根據(jù)所述主控風(fēng)量值、給水控制參數(shù)修正系數(shù)和CO濃度修正系數(shù)計(jì)算風(fēng)量參考值，比較所述風(fēng)量參考值與鍋爐機(jī)組預(yù)設(shè)的最低風(fēng)量值，取其大者作為風(fēng)量設(shè)定值，并根據(jù)所述風(fēng)量設(shè)定值調(diào)節(jié)鍋爐的風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的優(yōu)化控制。
[0121]上述鍋爐風(fēng)量控制系統(tǒng)，通過引入給水控制參數(shù)修正系數(shù)獲取模塊120涉及的給水控制參數(shù)和CO濃度修正系數(shù)獲取模塊130涉及的CO濃度這兩個(gè)風(fēng)量控制參數(shù)，給水控制參數(shù)反應(yīng)汽輪機(jī)的效率，CO濃度反應(yīng)鍋爐的燃燒效率，風(fēng)量控制模塊140采用給水控制參數(shù)修正的風(fēng)量-負(fù)荷模式進(jìn)行風(fēng)量的粗調(diào)，采用CO濃度修正進(jìn)行風(fēng)量的細(xì)調(diào)。不僅克服了燃料熱值對(duì)鍋爐風(fēng)量的影響，還避免了采用氧量修正系統(tǒng)中氧化鋯測(cè)量受到環(huán)境溫度干擾、探頭堵灰等因素影響，實(shí)現(xiàn)了鍋爐風(fēng)量的優(yōu)化調(diào)節(jié)，提高了鍋爐風(fēng)量調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和可靠性，提高了經(jīng)濟(jì)效率和機(jī)組效率。
[0122]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值；獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)； 獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)； 根據(jù)所述主控風(fēng)量值、給水控制參數(shù)修正系數(shù)和CO濃度修正系數(shù)計(jì)算風(fēng)量參考值，比較所述風(fēng)量參考值與鍋爐機(jī)組預(yù)設(shè)的最低風(fēng)量值，取其大者作為風(fēng)量設(shè)定值； 根據(jù)所述風(fēng)量設(shè)定值調(diào)控風(fēng)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，所述獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值的步驟，具體包括以下步驟: 獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷； 根據(jù)所述負(fù)荷指令與額定負(fù)荷獲取負(fù)荷指令率； 代入所述負(fù)荷指令率于所述風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到第一風(fēng)量值； 根據(jù)所述實(shí)際負(fù)荷與額定負(fù)荷獲取實(shí)際負(fù)荷率； 代入所述實(shí)際負(fù)荷率于所述風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到第二風(fēng)量值；` 比較所述第一風(fēng)量值和第二風(fēng)量值，取其大者為主控風(fēng)量值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，所述風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)的關(guān)系式如下:
Qf=MAX (30, Lr) 其中，Qf為風(fēng)量，Lr為負(fù)荷率，所述負(fù)荷率包括負(fù)荷指令率或者實(shí)際負(fù)荷率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，所述獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)的步驟，具體包括以下步驟: 代入所述實(shí)際負(fù)荷率于所述給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)，計(jì)算得到設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)；獲取實(shí)際給水控制參數(shù)，將所述實(shí)際給水控制參數(shù)與所述設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)的比值作為給水控制參數(shù)修正比率； 代入所述給水控制參數(shù)修正比率于所述給水控制參數(shù)修正函數(shù)，計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，所述給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)關(guān)系式如下:
Qsj=Lr 其中，Qsj為給水控制參數(shù)，Lr為負(fù)荷率，所述負(fù)荷率包括負(fù)荷指令率或者實(shí)際負(fù)荷率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，所述給水控制參數(shù)修正函數(shù)關(guān)系式如下:
Ks=0.9，當(dāng) Qfcat/QSJ ( 0.8
Ks=0.9+0.5 X (Qfcat/QSJ-0.8)，當(dāng) 0.8<Qfcat/QSJ<l.2
Ks=l.l，當(dāng) Qfcat/QSJ> 1.2 其中，QfMt為鍋爐實(shí)際給水控制參數(shù)，Qsj鍋爐設(shè)計(jì)給水控制參數(shù)(％)，Ks為給水控制參數(shù)修正系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，所述獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)的步驟，具體包括以下步驟: 獲取鍋爐尾部煙道CO濃度； 對(duì)所述CO濃度進(jìn)行濾波和加阻尼邏輯處理； 輸入經(jīng)過濾波和加阻尼邏輯處理的CO濃度于CO修正控制器，得出CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)； 根據(jù)所述信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換所述CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，獲取CO濃度修正系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)關(guān)系式如下:
Kco=0.9+0.002 X P 其中，P為CO濃度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，Kco為CO濃度修正系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8任意一項(xiàng)所述的鍋爐風(fēng)量控制方法，其特征在于，所述給水控制參數(shù)為主蒸汽流量或給水流量。
10.一種鍋爐風(fēng)量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 主控風(fēng)量值獲取模塊，獲取鍋爐機(jī)組的負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷，并根據(jù)風(fēng)量-負(fù)荷函數(shù)計(jì)算得到主控風(fēng)量值； 給水控制參數(shù)修正系數(shù)獲取模塊，獲取鍋爐的實(shí)際給水控制參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)際負(fù)荷、給水控制參數(shù)-負(fù)荷函數(shù)和給水控制參數(shù)修正函數(shù)計(jì)算得到給水控制參數(shù)修正系數(shù)； CO濃度修正系數(shù)獲取模塊，獲取鍋爐尾部煙道的CO濃度，并經(jīng)過信號(hào)處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換獲得CO濃度修正系數(shù)； 風(fēng)量控制模塊，根據(jù)所述主控風(fēng)量值、給水控制參數(shù)修正系數(shù)和CO濃度修正系數(shù)計(jì)算風(fēng)量參考值，比較所述風(fēng)量參考值與鍋爐機(jī)組預(yù)設(shè)的最低風(fēng)量值，取其大者作為風(fēng)量設(shè)定值，并根據(jù)所述風(fēng)量設(shè)定值調(diào)控風(fēng)量。
【文檔編號(hào)】F23N3/00GK103697494SQ201310745490
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】沈躍良, 胡昌鎂, 鄧宇, 余岳溪, 洪亮, 陳謀萬 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 廣東省粵電集團(tuán)有限公司沙角C電廠