CN108266397A - 电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法 - Google Patents

电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法属于电厂引风机变速节能技术,目的是根据电厂引风机变速运行的特点,研究开发与引风机变速节能工况相适应的控制方法,以实现引风机变速节能优化控制,要点是采用电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法,根据锅炉烟气量调节引风机入口阀的开度,构成引风机入口阀开度控制闭环动态系统;根据炉膛压力控制风机的速度,构成炉膛压力控制闭环动态系统,通过两个闭环动态系统有机的结合来获得良好的炉膛压力控制效果和引风机节能效果,可广泛应用于新建、扩建或改造的各类电厂引风机系统。

Description

电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于电厂引风机变速节能技术。
背景技术
[0002] 引风机是电厂重要的设备之一,也是电厂的耗能大户,约占厂用电的10%左右,特 别是小容量的电厂其占比更大。
[0003] 随着厂网分开,竞价上网日趋激烈,如何降低发电成本,提高发电企业竞价上网的 竞争能力,挖潜节能是电厂面临的重要课题。
[0004] 目前的引风机控制方法是通过发电负荷的变化来控制炉膛负压,使负压保持在某 一范围内,这种控制方法也能收到较好的节能效果,但由于没有对锅炉烟气量变化引起的 引风机负荷变化进行控制,故损失了不小的节能空间,此外,由于系统没有根据烟气量变化 来适当调整管网特性,致使系统始终运行在高阻力状态下,增加了系统能耗损失,且易于引 起风机不稳定运行。特别是在生物发电类发电厂,由于存在燃烧介质多样化的特点,烟气量 引起的引风机负荷变化也具有频繁波动变化的特点,对于适应这类变化的节能控制,现有 技术则显得无能为力。
[0005] 由于控制策略的原因,引风机变速控制的功能没有得到充分发挥,其节能效果受 到较大影响。
[0006] 综上所述,现有控制技术从根本上适应不了引风机变速节能应用的需求,理论研 宄和应用技术亟待有所突破。
[0007]关于电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法还未见到公开发表的出版物、文献 或资料。
发明内容
[0008]本发明的目的是根据电厂引风机变速运行的特点,研宄开发与引风机变速节能工 况相适应的控制方法,以实现引风机变速节能优化控制。
[0009]本发明的要点是研宄现有控制技术存在的问题,突破现有控制技术的基础和框 架,创新性地采用电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法,根据锅炉烟气量调节引风机 入口阀的开度,构成引风机入口阀开度控制闭环动态系统;根据炉膛压力控制风机的速度, 构成炉膛压力控制闭环动态系统,通过两个闭环动态系统有机的结合来获得良好的炉膛压 力控制效果和引风机节能效果。
附图说明
[0010]图1为电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法控制系统框图; 附图中1是引风机节能优化数据信息处理及控制装置,2是电厂工艺主控制系统,3是引 风机节能优化动态控制器,4是引风机入口阀驱动装置,5是引风机入口阀,6是引风机入口 阀开度传感器,7是引风机变频调速装置,8是引风机电动机,9是引风机,10是炉膛压力检测 器,11是工艺参数及设备状态信息,12是引风机工艺过程系统。
具体实施方式
[0011] 新研发的系统由两个闭环动态系统组成,一是根据烟气量控制引风机入口阀开度 闭环动态系统,二是根据炉膛压力调节引风机转速闭环动态系统;根据烟气量控制引风机 入口阀的开度,可使烟气流经入口阀的流量和流速得到最好的控制和利用,有利于引风机 的节能;根据炉膛压力控制引风机的转速可使炉膛压力控制在要求的范围内,减少或消除 锅炉内烟气的外溢,减小锅炉内空气的吸入,降低锅炉的热损失。
[0012]本质上,引风机入口阀控制的是引风机的负荷,即烟气量,当锅炉烟气量大时,入 口阀开大,引风机负荷增加;当锅炉烟气量小时,入口阀关小,引风机负荷减小。根据锅炉烟 气量的多少来控制引风机入口阀开度,由于改变了引风机负荷获得了引风机节能的效益。
[0013] 在根据烟气量对引风机入口阀开度进行相应控制的条件下,采用炉膛压力控制引 风机的速度是保证锅炉炉膛压力的简单、有效、稳定的方法,即引风机入口阀开度与实际烟 气量基本匹配时,管网中烟气的流速和压力得到了良好改善,引风机的变速范围得到了很 大提高,可以满足引风机节能优化的需求。
[0014] 电厂引风机双闭环动态优化节能优化控制方法是通过附图的系统实现的,附图中 引风机节能优化数据信息处理及控制装置[1]是电厂引风机双闭环动态优化节能控制的核 心,是以计算机工作站为基础组成的数字式装置,本身建有电厂锅炉烟气量数据库,并且实 时从电厂工艺主控制系统[2]获取生产运行联锁信息、设备状态信息及有关系统参数,实时 从引风机节能优化动态控制器[3]获取引风机运行的有关信息,根据这些信息、有关系统参 数及烟气量相关数据来确定引风机调速的控制参数并输出给引风机节能优化动态控制器 [3];特别是通过锅炉烟气量数据库可以方便、准确地计算出引风机入口阀开度值,然后输 出给引风机节能优化动态控制器[3],对引风机入口阀开度进行动态控制;引风机节能优化 动态控制器[3]由PLC (可编程序控制器)或其它数字式控制器组成,根据引风机节能优化数 据信息处理及控制装置[1]的控制参数向引风机入口阀驱动装置[4]输出设定值,引风机节 能优化动态控制器[3]、引风机入口阀驱动装置[4]、引风机入口阀[5]、引风机入口阀开度 传感器[6]和引风机工艺过程系统[12]构成了引风机入口阀开度的闭环动态调节;引风机 节能优化动态控制器[3]接受来自引风机节能优化数据信息处理及控制装置[1]的炉膛压 力设定值,输出给引风机变频调速装置[7],对引风机转速进行调节,引风机节能优化动态 控制器[3]、引风机变频调速装置[7]、引风机电动机[8]、引风机[9]、炉膛压力变送器[10] 和引风机工艺过程系统[12]构成了炉膛压力的闭环动态调节;工艺参数及设备状态信息 [11]与引风机节能优化动态控制器[3]、引风机工艺过程系统[12]相连接;采用这样的系统 实现了引风机入口阀的闭环动态连续控制和炉膛压力的闭环动态连续控制。
[0015]关于锅炉烟气量,在锅炉运行期间,烟气量是动态变化的,影响烟气量的主要因素 有一次风机风量及风压、二次风机风量及风压、燃料量及成分等等,根据相关因素可对烟气 量进行离线计算及在线修正计算,大量计算数据是构成计算机工作站数据库的基础。在实 际运行中,当数据库的数据与实际运行情况有出入时,须根据实际值对数据库进行修正、更 新。锅炉运行时烟气量变化的一个显著特点是,随着发电量的降低,烟气量是逐渐减少的, 现有技术对这种烟气量变化的感知不灵敏,致使引风机的节能量受到较大影响。
[0016]电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法的特点是科学、合理、充分、有效地发挥 了引风机入口阀开度和引风机调速的功能和作用,将现有技术单一的控制优化成根据锅炉 烟气量的引风机入口阀开度控制和根据炉膛压力调节引风机速度两个闭环动态系统,系统 简捷,运行有效、可靠、稳定,调试也极其方便,可实现引风机节能优化的全自动控制。
[0017]电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法为引风机变速节能应用开创了全新的、 广泛的视野和空间,采用电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法后,可使引风机进一步 节能,预计引风机节能指标将在现有变频调速技术的基础上提高12 %〜30 %。
[0018]电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法可广泛应用于新建、扩建或改造的各类 电厂引风机系统,也可广泛应用于其它行业的各类引风机和除尘风机。

Claims (5)

1.一种电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法,其特征是根据锅炉烟气量调节引风 机入口阀的开度,构成引风机入口阀开度控制闭环动态系统;根据炉膛压力控制风机的速 度,构成炉膛压力控制闭环动态系统,通过两个闭环动态系统有机的结合来获得良好的炉 膛压力控制效果和引风机节能效果。
2. 根据权利要求1所述的电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法,其系统构成的特 征是引风机节能优化数据信息处理及控制装置[1]是电厂引风机双闭环动态优化节能控制 的核心,是以计算机工作站为基础组成的数字式装置,本身建有电厂锅炉烟气量数据库,并 且实时从电厂工艺主控制系统[2]获取生产运行联锁信息、设备状态信息及有关系统参数, 实时从引风机节能优化动态控制器[3]获取引风机运行的有关信息,根据这些信息、有关系 统参数及烟气量相关数据来确定引风机调速的控制参数并输出给引风机节能优化动态控 制器[3];特别是通过锅炉烟气量数据库可以方便、准确地计算出引风机入口阀开度值,然 后输出给引风机节能优化动态控制器[3],对引风机入口阀开度进行动态控制;引风机节能 优化动态控制器[3]由PLC (可编程序控制器)或其它数字式控制器组成,根据引风机节能优 化数据信息处理及控制装置[1]的控制参数向引风机入口阀驱动装置[4]输出设定值,引风 机节能优化动态控制器[3]、引风机入口阀驱动装置[4]、引风机入口阀[5]、引风机入口阀 开度传感器[6]和引风机工艺过程系统[12]构成了引风机入口阀开度的闭环动态调节;弓丨 风机节能优化动态控制器[3]接受来自引风机节能优化数据信息处理及控制装置[1]的炉 膛压力设定值,输出给引风机变频调速装置[7],对引风机转速进行调节,引风机节能优化 动态控制器[3]、引风机变频调速装置[7]、引风机电动机[8]、引风机[9]、炉膛压力变送器 [10]和引风机工艺过程系统[12]构成了炉膛压力的闭环动态调节;工艺参数及设备状态信 息[11]与引风机节能优化动态控制器[3]、引风机工艺过程系统[12]相连接;采用这样的系 统实现了引风机入口阀的闭环动态连续控制和炉膛压力的闭环动态连续控制。
3. 根据权利要求2所述的电厂引风机双闭环动态优化节能优化控制方法的系统构成, 其中所述的锅炉烟气量数据库的特征是在锅炉运行期间,烟气量是动态变化的,影响烟气 量的主要因素有一次风机风量及风压、二次风机风量及风压、燃料量及成分等等,根据相关 因素可对烟气量进行离线计算及在线修正计算,大量计算数据是构成计算机工作站数据库 的基础。在实际运行中,当数据库的数据与实际运行情况有出入时,须根据实际值对数据库 进行修正、更新。
4. 根据权利要求1所述的电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法,其特征是该方法 可广泛应用于新建、扩建或改造的各类电厂引风机系统。
5. 根据权利要求1所述的电厂引风机双闭环动态优化节能控制方法,其特征是该方法 不仅限于各类电厂引风机系统,也适用于其它行业的各类引风机和除尘风机。
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