CN106247396A - 一种燃烧器优化燃烧的控制系统 - Google Patents

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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N5/00Systems for controlling combustion
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Abstract

本申请公开一种燃烧器优化燃烧的控制系统,包括:气体成分检测单元,用于检测燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域的烟气成分数值,并将检测结果发送至优化控制装置;优化控制装置,优化控制装置与气体成分检测单元相连接,用于接收气体成分检测单元检测到的烟气成分数值,并根据烟气成分数值生成控制指令;二次风执行装置,二次风执行装置与优化控制装置相连接,用于接收优化控制装置发来的控制指令,根据控制指令控制二次风挡板执行机构。根据本申请提供的技术方案,通过控制燃烧器配风量,保证在较低的过量空气系数下运行,降低排烟热损失的同时有效提高燃料燃尽率,降低锅炉的还原气氛,改善结焦和腐蚀现象,实现燃烧过程安全、高效、低污染。

Description

一种燃烧器优化燃烧的控制系统
技术领域
[0001]本申请属于燃烧器控制技术领域,具体地说,涉及一种燃烧器优化燃烧的控制系统。
背景技术
[0002]从锅炉燃烧的基本原理分析,炉内风粉分配不均匀或混合不良,将造成局部的还原性气氛、加速水冷壁管的腐蚀和结焦或者造成水冷壁、过热器、再热器管壁超温,为了减少烟气中NOx的排放,及降低锅炉排烟热损失,均要求锅炉在较低的过量空气下运行,若能细致地控制风/粉比率,锅炉可用比较低的过量空气运行,使排烟热损失减少,并且由于排烟温度的降低,总的热损失会减少得更多一些,送吸风机的能耗也相应减少,但减少燃烧空气量却又会使气体和固体不完全燃烧热损失增加,因此,炉内燃烧过程的优化控制实质上是对排烟热损失、送吸风机的能耗与气体、固体不完全燃烧热损失及燃烧生成的NOx四者予以协调,而要达到良好的燃烧控制及最佳的燃烧效率,就要求很好地组织各个燃烧器的配风工况。
[0003]普通的锅炉燃烧控制系统,是基于蒸汽/空气流量比率控制。根据蒸汽压力的变化改变燃料量(即协调控制系统);同时改变送风量以维持适当的空气/燃料比率(氧量-送风控制系统)。但是在目前机组的运行及检测、控制方式下,存在以下问题直接影响了燃烧效能的合理监控:首先,在机组投入AGC(自动发电控制)的大前提下,由于机组出力随时处于调整的动态过程中,燃料量与空气量总是有较大的脉动;其次,锅炉设备的状态,诸如漏风等因素造成不能反映炉内真实的配比工况,常常使这一比率控制无法有效监测而远离合理的设定点;再次,涉及到燃烧组织的监控、调节回路的反馈参数如氧量、烟气温度、NOx排放等,均是锅炉尾部烟气成分的测量数据,距离锅炉主燃烧区较远,造成调节回路投入在线自动运行的难度很大,燃烧调整主要依靠运行人员的经验“断续”进行,且调整的随意性较强。
[0004]基于上述燃烧调整特性及问题分析,如何找到直观、快速地反映炉内燃烧组织效果的在线监测参数,并设计合理的控制策略以实现在线优化控制,成为燃烧优化课题的重要研究思路。
[0005]因此,基于现有技术中的技术缺陷,需要如何实现整体燃烧优化控制的方案亟待提出。
发明内容
[0006]有鉴于此,本申请提供一种燃烧器优化燃烧的控制系统,通过对燃烧器所在的区域的烟气成分监测,结合锅炉尾部烟道成分检测与控制,实现对燃烧器配风量的控制,实现整体燃烧的优化控制。
[0007]为了解决上述技术问题,本申请第一方面提供一种燃烧器优化燃烧的控制系统,包括:
[0008]气体成分检测单元,用于检测所述燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域的烟气成分数值,并将检测结果发送至优化控制装置;
[0009]所述优化控制装置,所述优化控制装置与所述气体成分检测单元相连接,用于接收所述气体成分检测单元检测到的烟气成分数值,并根据所述烟气成分数值生成控制指令;
[0010] 二次风执行装置,所述二次风执行装置与所述优化控制装置相连接,用于接收所述优化控制装置发来的所述控制指令,根据所述控制指令控制二次风挡板执行机构。
[0011]优选地,所述气体成分检测单元包括:多个尾部烟道及燃烧区的气体采样管和气体检测模块;
[0012]多个所述气体采样管与所述气体检测模块相连接,所述气体采样管分别设置于多个所述燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域,用于将所述燃烧器所在的区域和所述尾部烟道区域的气体采集到所述气体检测模块中;
[0013]所述气体检测模块与所述优化控制装置相连接,所述气体检测模块用于对烟气的成分进行检测,并将烟气成分数值发送至所述优化控制装置。
[0014]优选地,所述优化控制装置包括:
[0015]单体燃烧器区域的配风量控制模块,用于根据所述燃烧器所在的区域的烟气成分数值,判断所述燃烧器运行的CO检测值增加的变化速率是否超过预设阈值;
[0016]当所述变化速率超过预设阈值,则生成二次风前馈逻辑控制指令;
[0017]将所述二次风前馈逻辑控制指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板开度,减小所述CO检测值增加的变化速率,维持合理的燃烧配风量。
[0018]优选地,所述单体燃烧器区域的配风量模块还用于:
[0019]检测配风量值并判断所述配风量值的变化区间是否超过配风量合理定值区间,当所述配风量值的变化区间超过所述配风量合理定值区间,则生成本角二次风控制逻辑指令;
[0020]将所述本角二次风控制逻辑指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板开度,保持所述配风量值的变化区间在所述配风量合理定值区间之内。
[0021 ]优选地,所述优化控制装置还用于:
[0022]根据所述不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值,获取所述不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值曲线模型,确定所述不同的燃烧器组合方式下运行的CO临界值;
[0023]根据所述不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值曲线模型和所述不同的燃烧器组合方式下运行的CO临界值建立所述燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量控制模块。
[0024]优选地,所述燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量模块,还用于根据不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值,判断锅炉尾部烟气含量中CO是否运行在突增临界值之外即锅炉总体配风量是否合理;
[0025]如果总体配风量不合理,则根据燃烧器组合方式与锅炉总体配风量控制模块,结合燃烧器组合方式及锅炉尾部烟气成分数据确定锅炉总体配风量的调整建议值。。
[0026]优选地,所述优化控制装置还包括:
[0027]燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块,用于根据各个所述燃烧器所在区域的烟气成分数值和所述尾部烟道的烟气成分数值,建立各个所述燃烧器区域的烟气成分数值和所述尾部烟道的烟气成分数值之间的对应关系,完成对锅炉总体配风量调整建议值的分配,并判断当前锅炉整体运行的配风量值是否与总体配风量的调整建议值相符,其中,所述锅炉总体配风量的调整建议值是燃烧器组合方式与锅炉总体配风量控制模块根据获取的尾部烟道的烟气成分数值确定的;
[0028]锅炉总体配风量调整建议值的分配过程,是根据所述燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块计算的各层燃烧器影响因子结果,按照各个所述燃烧器层对尾部气体成分数据的影响因子从大到小排序,结合各燃烧器层的调整裕量值依次分配各个所述燃烧器层的调整建议值,同时按照燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块进行所述调整建议值的总量核算,直到所述燃烧器层的调整建议值的核算总量与所述总体配风量的调整建议值相当,根据分配完成的各个所述燃烧器层的所述调整建议值生成控制指令,其中,所述燃烧器层的影响因子是根据所述燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块确定的,所述单体燃烧器的裕量值是根据单体燃烧器区域的配风量模块确定的;
[0029]将控制指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板执行机构,控制策略控制各个所述单体燃烧器进行配风量调整。
[0030]优选地,所述优化控制装置还包括:
[0031]建模与优化模块,用于根据各个所述燃烧器所在区域的烟气成分数值,生成最优运行配风量定值;
[0032]根据最优运行配风量定值,生成单角二次风控制逻辑控制指令,将单角二次风控制逻辑控制指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板执行机构,控制各个所述燃烧器的配风量与所述最优运行配风量定值相符。
[0033]另外,优选地,所述建模与优化模块还用于:
[0034]根据最优运行配风量定值对分配完成的各个所述单体燃烧器的建议值进行修正,根据修正后的所述建议值生成单体二次风控制逻辑指令;
[0035]将单体二次风控制逻辑指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板执行机构,控制各个所述单体燃烧器进行配风量调整。
[0036]根据本申请提供的技术方案,通过检测燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域的烟气成分数值,根据检测结果生成控制指令,根据控制指令实现二次风挡板执行机构的控制,从而控制燃烧器的配风量,保证了在较低的过量空气系数下运行,在降低排烟热损失的同时,有效提高燃料燃尽率,降低锅炉的还原性气氛,使燃烧过程达到安全可靠、高效、低污染的要求,通过燃烧器区域的成分检测与控制实现单体燃烧调整优化,结合锅炉尾部烟道成分检测与控制,实现锅炉整体燃烧优化控制。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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。
[0038]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0039]图1是本申请实施例的控制系统的结构示意图;
[0040]图2是本申请实施例的气体成分检测单元的结构示意图;
[0041 ]图3是本申请实施例的优化控制装置的结构示意图;
[0042]图4是本申请实施例的单体燃烧器区域的配风量的示意图;
[0043]图5是本申请实施例的燃烧器组合方式的示意图;
[0044]图6是本申请实施例的燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系的示意图;
[0045]图7是本申请实施例的根据燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系进行整体分配建议值的示意图。
具体实施方式
[0046]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请中的附图,对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0047]在目前机组的运行及检测、控制方式下,存在以下问题直接影响了燃烧效能的合理监控:首先,在机组投入AGC(自动发电控制)的大前提下,由于机组出力随时处于调整的动态过程中,燃料量与空气量总是有较大的脉动;其次,锅炉设备的状态,诸如漏风等因素造成不能反映炉内真实的配比工况,常常使这一比率控制无法有效监测而远离合理的设定点;再次,涉及到燃烧组织的监控、调节回路的反馈参数如氧量、烟气温度、NOx排放等,均是锅炉尾部烟气成分的测量数据,距离锅炉主燃烧区较远,造成调节回路投入在线自动运行的难度很大,燃烧调整主要依靠运行人员的经验“断续”进行,且调整的随意性较强。
[0048]以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式,藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0049]图1是本申请实施例的控制系统的结构示意图,如图1所示:
[0050]本申请第一方面提供一种燃烧器优化燃烧的控制系统,包括:气体成分检测单元10、优化控制装置20以及二次风执行装置30。
[0051]气体成分检测单元10,用于检测燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域的烟气成分数值,并将检测结果发送至优化控制装置20;
[0052]本申请中的气体成分检测单元10同时具有两个功能,一个功能是采集燃烧器区域的燃烧气体或者烟道尾部烟道气体,也可以同时分别采集燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域的烟气,另一个功能是烟气检测功能,将采集到的烟道气进行分析,两个功能结合在一起将检测采集到的烟气成分数值发送至优化控制装置20。
[0053]优化控制装置20,优化控制装置20与气体成分检测单元10相连接,用于接收气体成分检测单元10检测到的烟气成分数值,并根据烟气成分数值生成控制指令;
[0054]优化控制装置20根据接收到气体成分检测单元10发来的烟气成分数值根据不同的生成策略生成控制指令,并将控制指令发送至二次风执行装置30。
[0055] 二次风执行装置30,二次风执行装置30与优化控制装置20相连接,用于接收优化控制装置20发来的控制指令,根据控制指令控制二次风挡板执行机构。
[0056] 二次风执行装置30接收到优化控制装置20发来的控制指令,根据控制指令控制二次风挡板执行机构,以便控制燃烧器的配风量,保证了在较低的过量空气系数下运行,在降低排烟热损失的同时,有效提高燃料燃尽率,降低锅炉的还原性气氛,使燃烧过程达到安全可靠、高效、低污染的要求,通过燃烧器区域的成分检测与控制实现单体燃烧调整优化,结合锅炉尾部烟道成分检测与控制,实现锅炉整体燃烧优化控制。
[0057]下面对燃烧器优化燃烧的控制系统进行详细的介绍,我们以锅炉燃烧器进行举例说明。
[0058]锅炉往往设置有很多燃烧器,组成燃烧器组,为检测燃烧器所在的区域的烟道气成分数值,需要获取各单体燃烧器区域成分的数值,需要在各个燃烧器区域设置检测点,图2是本申请实施例的气体成分检测单元的结构示意图,如图2所示:
[0059]本申请优选地,气体成分检测单元1包括:多个烟气采样管11和气体检测模块12,烟气采样管11包括采样管1、采样管2、采样管3……采样管η等等,采样管的数量根据实际的应用场景进行设置。
[0060]多个烟气采样管11与气体检测模块12相连接,烟气采样管11分别设置于多个燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域,用于将燃烧器所在的区域和尾部烟道区域的烟气采集到气体检测模块12中;
[0061]气体检测模块12与优化控制装置20相连接,气体检测模块12用于对烟气的成分进行检测,并将烟气成分数值发送至优化控制装置20。
[0062]具体举例来说,在锅炉各层、各角燃烧器区域设置气体采样管,从水冷壁空隙插入炉膛之内,将炉膛燃烧区附近贴壁烟气抽出,烟气经处理后送入气体检测模块,气体检测模块可以对C0、N0、02三种主要气体成分数值进行在线检测,检测结果发送至优化控制装置20。优化控制装置20可以为DCS或外挂式优化平台。
[0063]本申请中优化控制装置20可以为DCS或外挂式优化平台,图3是本申请实施例的优化控制装置的结构示意图,如图3所示,优化控制装置20包括:单体燃烧器区域的配风量模块21、燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量控制模块22、燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23以及建模与优化模块24。
[0064]下面详细介绍一下优化控制装置20如何通过各个模块完成对燃烧过程进行优化控制的。
[0065]图4是本申请实施例的单体燃烧器区域的配风量的示意图,如图4所示:
[0066]本申请优选地,优化控制装置20包括:单体燃烧器区域的配风量模块21,用于根据燃烧器所在的区域的烟气成分数值,判断燃烧器运行的CO检测值的变化速率是否超过预设阈值;
[0067]当变化速率超过预设阈值,则生成二次风前馈逻辑控制指令;
[0068]将二次风前馈逻辑控制指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行,减小CO检测值增加的变化速率,维持合理的燃烧配风量,此处所述的合理的燃烧配风量是指能够将CO检测值增加的变化速率不超过预设阈值的燃烧配风量。
[0069]通过气体成分检测单元10发来的燃烧器所在的区域的烟气成分数值,计算出燃烧器的配风量值,可以判断配风量值是否超过预设阈值,预设阈值就是使CO达到临界值的配风量值,当CO检测值超过预设阈值会造成CO值急剧增加,影响燃烧效率,当CO检测值超过预设阈值,则生成二次风前馈逻辑控制指令,将二次风前馈逻辑控制指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行机构,打开二次风挡板,使得配风量脱离CO临界值运行区域,避免局部严重欠氧运行,使得配风量在满足运行要求之内。
[0070]本申请实施例中优选地,单体燃烧器区域的配风量模块21还用于:
[0071 ]检测配风量值并判断配风量值的变化区间是否超过配风量合理定值区间,当配风量值的变化区间超过配风量合理定值区间,则生成本角二次风控制逻辑指令;
[0072]将本角二次风控制逻辑指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板开度,保持配风量值的变化区间在配风量合理定值区间之内。
[0073]根据单体燃烧器区域的配风量模块21确定出单体燃烧器的配风量合理定值区间,当燃烧器配风量变化时,判断配风量的变化区间是否超过配风量合理定值区间,如果配风量的变化区间超过配风量合理定值区间,则生成本角二次风控制逻辑指令,将本角二次风控制逻辑指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行机构,以便将配风量控制在配风量定值区间之内,实现本角燃烧控制的优化运行控制,此处,所述的合理定值区间是指将CO检测值不超过CO临界值的燃烧配风量。
[0074]根据已有的研究成果,锅炉尾部烟气中的CO临界值对燃用的燃料参数不敏感,与燃烧器运行组合直接相关,因此需进行不同燃烧器组合下的尾部烟道C0-02曲线数值模型试验,并获取各组合方式下的CO运行临界值,并与锅炉尾部的烟气成分数值结合,生成控制指令,完成对二次风挡板执行机构的控制,图5是本申请实施例的燃烧器组合方式的示意图,如图5说所示:
[0075]本申请实施例中优选地,优化控制装置20还用于:
[0076]根据不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值,获取不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值曲线模型,确定不同的燃烧器组合方式下运行的CO临界值;
[0077]根据不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值曲线模型和不同的燃烧器组合方式下运行的CO临界值建立燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量控制模块。
[0078]燃烧器的组合方式可是多种多样的,不同位置的燃烧器可以进行不同方式的组合,燃烧器组合方式与锅炉总体配风量控制模块可以用于对燃烧器不同组合方式进行优化控制。
[0079]本申请优选地,燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量控制模块22,还用于根据不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值,判断锅炉尾部烟气含量中CO是否运行在突增临界值之外即锅炉总体配风量是否合理;
[0080]如果总体配风量不合理,则根据燃烧器组合方式与锅炉总体配风量控制模块,结合燃烧器组合方式及锅炉尾部烟气成分数据确定锅炉总体配风量的调整建议值。。
[0081]当锅炉尾部烟气含量中CO运行在突增临界值之外时(突增临界值即为锅炉尾部烟气的CO临界值),说明锅炉总体配风量不合理,需要调整锅炉总体配风量,则根据燃烧器组合方式与锅炉总体配风量控制模块,结合燃烧器组合方式及锅炉尾部烟气成分数据确定锅炉总体配风量的调整建议值,将调整建议值进行燃烧器的单体分配,分配过程中,按照各个单体燃烧器对总体配风量的影响因子从大到小排序,依次分配各个单体燃烧器的建议值,分配到各个单体燃烧器的建议值需要限制在各个单体燃烧器的裕量值内,其中,单体燃烧器的裕量值为单体燃烧器运行时根据CO的临界值确定的配风量合理运行区间。
[0082]各个单体燃烧器的建议值调整完毕后,各个单体燃烧器的建议值的总量核算值与总体配风量的调整建议值量值相符,各个单体燃烧器根据分配到的调整建议值控制各个单体燃烧器进行配风量调整,以便保证锅炉尾部烟气含量中CO运行在突增临界值之内,即达到锅炉总体配风量合理。
[0083]燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量控制模块22,还用于根据同层燃烧器的烟气成分数值,判断同层的各个单体燃烧器的配风量值并计算各个单体燃烧器的配风量值之间的偏差值;
[0084]根据计算结果查找出偏差值大于预设同层偏差阈值的单体燃烧器;
[0085]根据偏差值与偏差阈值之间的偏差,生成同层二次风控制逻辑指令,将同层二次风控制逻辑指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置根据同层二次风前馈逻辑指令控制二次风挡板执行机构,以便对偏差值进行修正。
[0086]同层各角煤粉、风量分布不均,将导致炉膛火焰中心出现偏移,各角CO监测数值能够反映出该燃烧器区域风粉的供需关系是否合理,如果某角与其他各角CO浓度数据出现明显偏差,则表明该燃烧器处于较为严重的风粉失配状态,此时可通过调整同层各角二次风执行机构或者燃料量执行机构的偏置值加以修正,维持各角CO量值的均衡,间接调整炉膛火焰中心位置,实现同层燃烧器的优化运行控制。
[0087]图6是本申请实施例的燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系的示意图,如图6所示:
[0088] 本申请优选地,优化控制装置20还包括:
[0089]燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块,用于根据各个所述燃烧器所在区域的烟气成分数值和所述尾部烟道的烟气成分数值,建立各个所述燃烧器区域的烟气成分数值和所述尾部烟道的烟气成分数值之间的对应关系,完成对锅炉总体配风量调整建议值的分配,并判断当前锅炉整体运行的配风量值是否与总体配风量的调整建议值相符,其中,所述锅炉总体配风量的调整建议值是燃烧器组合方式与锅炉总体配风量控制模块根据获取的尾部烟道的烟气成分数值确定的;
[0090]锅炉总体配风量调整建议值的分配过程,是根据所述燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块计算的各层燃烧器影响因子结果,按照各个所述燃烧器层对尾部气体成分数据的影响因子从大到小排序,结合各燃烧器层的调整裕量值依次分配各个所述燃烧器层的调整建议值,同时按照燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块进行所述调整建议值的总量核算,直到所述燃烧器层的调整建议值的核算总量与所述总体配风量的调整建议值相当,根据分配完成的各个所述燃烧器层的所述调整建议值生成控制指令,其中,所述燃烧器层的影响因子是根据所述燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块确定的,所述单体燃烧器的裕量值是根据单体燃烧器区域的配风量模块确定的;
[0091]将控制指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行机构,控制策略控制各个单体燃烧器进行配风量调整。
[0092]通过燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23可以获得各燃烧器区域成分测量的数据与尾部烟道成分测量数据的数值关系,为整体控制策略进行定值分配,同时利用该模块可以得到02、C0、N0x等成分含量的整体输出-个体数值的对应关系,具体来说,可以通过锅炉整体输出数值推出各个燃烧器的个体输入数值,并根据锅炉整体输出-燃烧器个体输入数值的对应关系,可以确定各个单体燃烧器的输入量影响整体输出的影响因子,也就是说通过燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23可以确定出单体燃烧器的输入配风量对锅炉整体的输出影响大小,建立燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23是需要结合各个单体燃烧器区域的烟气成分数值和尾部烟道的烟气成分数值之间的对应关系和预设参数,预设参数包括拟合算法的选择、输入的个数、输出的个数以及是否负荷有关。
[0093]通过尾部烟道的烟气成分测量,获取尾部烟道的烟气成分数值,结合燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量控制模块22能够得到锅炉运行时的整体风粉配比情况做出判断,确定总体配风量的调整建议值,以便根据总体配风量的调整建议值完成整体一单体的风量协调调度与分配,实现锅炉整体优化运行。
[0094]根据燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23确定的各个单体燃烧器影响因子,将影响因子进行排序,影响因子大的单体燃烧器优先分配配风量优化指令,以获得更快的整体调整效果,按照影响因子从大到小的顺序依次分配各个单体燃烧器的调整建议值,并进行调整建议值的总量核算,直到调整建议值的总量与总体配风量的调整建议值的相似度大于或等于相似度阈值,以便达到要求为止,相似度阈值的设定是按照调整建议值总量满足运行要求而设定的,也就是说调整建议值的总量与总体配风量的调整建议值允许有偏差。
[0095]燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23将各个单体燃烧器的调整建议值分配完成后,根据分配完成的各个燃烧器的调整建议值生成控制指令,将控制指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行机构,控制各个单体燃烧器进行配风量调整。
[0096]根据燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23进行整体分配调整建议值参见图7,图7是本申请实施例的根据燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系进行整体分配建议值的示意图如图7所示:
[0097]根据燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23将各个单体燃烧器的影响因子进行排序,再根据单体燃烧器区域的配风量模块21确定出的单体燃烧器的调整建议值,燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23按照影响因子从大到小的顺序将各个单体燃烧器的调整建议值分配给各个单体燃烧器,直到调整建议值的总量与总体配风量的调整建议值的相似度大于或等于相似度阈值,使得调整建议值的总量达到运行要求。
[0098] 本申请优选地,优化控制装置20还包括:
[0099]建模与优化模块24,用于根据各个燃烧器所在区域的烟气成分数值生成最优运行配风量定值;
[0100]根据最优运行配风量定值,生成单角二次风控制逻辑控制指令,将单角二次风控制逻辑控制指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行机构,控制各个燃烧器的配风量与最优运行配风量定值相符。
[0101]根据建模与优化模块24生成最优运行配风量定值,单体燃烧器根据最优配风量定值可以满足运行要求,保证了单体燃烧器的配风量在临界值运行区域,不会产生欠氧的情况发生,使得配风量在满足运行要求之内,当配风量发生变化时,根据最优运行配风量定值,生成单角二次风控制逻辑控制指令,将单角二次风控制逻辑控制指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行机构,控制各个燃烧器的配风量与最优运行配风量定值相符,保证燃烧效果,实现单角燃烧器的优化运行控制。
[0102]另外,优选地,建模与优化模块24还用于:
[0103]根据最优运行配风量定值对分配完成的各个单体燃烧器的裕量值进行修正,根据修正后的裕量值生成单体二次风控制逻辑指令;
[0104]将单体二次风控制逻辑指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行机构,控制各个单体燃烧器进行配风量调整。
[0105]燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块23进行的优化运行分配的各燃烧器的裕量值可能与最优配风量定值之间存在偏差,通过建模与优化模块24生成最优运行配风量定值,建模优化模块根据最优运行配风量定值对分配完成的各个单体燃烧器的调整建议值进行裕量核算和修正,当燃烧器的配风量发生变化时,根据修正后的调整建议值生成单体二次风控制逻辑指令,将单体二次风控制逻辑指令发送至二次风执行装置30,以便二次风执行装置30控制二次风挡板执行机构,控制各个单体燃烧器进行配风量调整,实现燃烧器单体优化运行控制。
[0106]综上所述,根据本申请提供的技术方案,通过检测燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域的烟气成分数值,根据检测结果生成控制指令,根据控制指令实现二次风挡板执行机构的控制,从而控制燃烧器的配风量,保证了在较低的空气下运行,同时降低排烟热损失,使燃烧过程达到安全可靠、高效、低污染的要求,通过燃烧器区域的成分检测与控制实现单体燃烧调整优化,结合锅炉尾部烟道成分检测与控制,实现锅炉整体燃烧优化控制。
[0107]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种燃烧器优化燃烧的控制系统,其特征在于,包括: 气体成分检测单元,用于检测所述燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域的烟气成分数值,并将检测结果发送至优化控制装置; 所述优化控制装置,所述优化控制装置与所述气体成分检测单元相连接,用于接收所述气体成分检测单元检测到的烟气成分数值,并根据所述烟气成分数值生成控制指令; 二次风执行装置,所述二次风执行装置与所述优化控制装置相连接,用于接收所述优化控制装置发来的所述控制指令,根据所述控制指令控制二次风挡板执行机构。
2.根据权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述气体成分检测单元包括:多个尾部烟道及燃烧区的气体采样管和气体检测模块; 多个所述气体采样管与所述气体检测模块相连接,所述气体采样管分别设置于多个所述燃烧器所在的区域和锅炉尾部烟道区域,用于将所述燃烧器所在的区域和所述尾部烟道区域的气体采集到所述气体检测模块中; 所述气体检测模块与所述优化控制装置相连接,所述气体检测模块用于对烟气的成分进行检测,并将烟气成分数值发送至所述优化控制装置。
3.根据权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述优化控制装置包括: 单体燃烧器区域的配风量控制模块,用于根据所述燃烧器所在的区域的烟气成分数值,判断所述燃烧器运行的CO检测值增加的变化速率是否超过预设阈值; 当所述变化速率超过预设阈值,则生成二次风前馈逻辑控制指令; 将所述二次风前馈逻辑控制指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板开度,减小所述CO检测值增加的变化速率,维持合理的燃烧配风量。
4.根据权利要求3所述的控制系统,其特征在于,所述单体燃烧器区域的配风量模块还用于: 检测配风量值并判断所述配风量值的变化区间是否超过配风量合理定值区间,当所述配风量值的变化区间超过所述配风量合理定值区间,则生成本角二次风控制逻辑指令; 将所述本角二次风控制逻辑指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板开度,保持所述配风量值的变化区间在所述配风量合理定值区间之内。
5.根据权利要求3所述的控制系统,其特征在于,所述优化控制装置还用于: 根据所述不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值,获取所述不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值曲线模型,确定所述不同的燃烧器组合方式下运行的CO临界值; 根据所述不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值曲线模型和所述不同的燃烧器组合方式下运行的CO临界值建立所述燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量控制丰旲块。
6.根据权利要求5所述的控制系统,其特征在于,所述燃烧器组合方式与锅炉总体的配风量模块,还用于根据不同的燃烧器组合方式下的尾部烟道的烟气成分数值,判断锅炉尾部烟气含量中CO是否运行在突增临界值之外即锅炉总体配风量是否合理; 如果总体配风量不合理,则根据燃烧器组合方式与锅炉总体配风量控制模块,结合燃烧器组合方式及锅炉尾部烟气成分数据确定锅炉总体配风量的调整建议值。
7.根据权利要求5所述的控制系统,其特征在于,所述优化控制装置还包括: 燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块,用于根据各个所述燃烧器所在区域的烟气成分数值和所述尾部烟道的烟气成分数值,建立各个所述燃烧器区域的烟气成分数值和所述尾部烟道的烟气成分数值之间的对应关系,完成对锅炉总体配风量调整建议值的分配,并判断当前锅炉整体运行的配风量值是否与总体配风量的调整建议值相符,其中,所述锅炉总体配风量的调整建议值是燃烧器组合方式与锅炉总体配风量控制模块根据获取的尾部烟道的烟气成分数值确定的; 锅炉总体配风量调整建议值的分配过程,是根据所述燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块计算的各层燃烧器影响因子结果,按照各个所述燃烧器层对尾部气体成分数据的影响因子从大到小排序,结合各燃烧器层的调整裕量值依次分配各个所述燃烧器层的调整建议值,同时按照燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块进行所述调整建议值的总量核算,直到所述燃烧器层的调整建议值的核算总量与所述总体配风量的调整建议值相当,根据分配完成的各个所述燃烧器层的所述调整建议值生成控制指令,其中,所述燃烧器层的影响因子是根据所述燃烧器单体输入-锅炉整体输出关系模块确定的,所述单体燃烧器的裕量值是根据单体燃烧器区域的配风量模块确定的; 将控制指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板执行机构,控制策略控制各个所述单体燃烧器进行配风量调整。
8.根据权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述优化控制装置还包括: 建模与优化模块,用于根据各个所述燃烧器所在区域的烟气成分数值,生成最优运行配风量定值; 根据最优运行配风量定值,生成单角二次风控制逻辑控制指令,将单角二次风控制逻辑控制指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板执行机构,控制各个所述燃烧器的配风量与所述最优运行配风量定值相符。
9.根据权利要求8所述的控制系统,其特征在于,所述建模与优化模块还用于: 根据最优运行配风量定值对分配完成的各个所述单体燃烧器的建议值进行修正,根据修正后的所述建议值生成单体二次风控制逻辑指令; 将单体二次风控制逻辑指令发送至所述二次风执行装置,以便所述二次风执行装置控制二次风挡板执行机构,控制各个所述单体燃烧器进行配风量调整。
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