CN111365732B - 一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备，包括以下步骤：计算NOx目标浓度值以及获取机组实测的NOx浓度；计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值；基于对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令；根据对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令计算对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令。本发明通过计算对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO2以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令，并在对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令的基础上得到了B侧燃尽风开度控制指令，从而对燃尽风进行自适应控制，运行效果好。

Description

一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备

技术领域

本发明涉及对锅炉燃尽风控制技术领域，尤其涉及一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备。

背景技术

目前，在对冲锅炉中，常使用燃尽风作为控制NOx生成浓度的手段，燃尽风是为降低NOx的生成，在炉膛内采用分级送风方式在主燃烧器上部单独送入的热风，以使可燃物在后期进一步燃尽。然而，目前在实际运行中还被运行人员用来控制再热汽温。但由于缺乏燃尽风的自动控制策略，大部分对冲锅炉的燃尽风都由运行人员手动控制，控制精度差，使得对冲锅炉的燃尽风运行效果不佳。

综上所述，现有技术中对冲锅炉的燃尽风存在着运行效果不佳的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备，用于解决现有技术中对冲锅炉的燃尽风存在着运行效果不佳的技术问题。

本发明提供的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法，包括以下步骤：

计算NOx目标浓度值；

计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和；

获取机组实测的NOx浓度，基于机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值；

计算对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq；

基于对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令；

基于对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和、对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值以及对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令。

优选的，计算NOx目标浓度值的具体计算过程为：

根据选择性催化还原系统的参数确定NOx目标浓度值的基准值；

根据锅炉入炉煤质的热值与锅炉设计煤种热值的比值，对NOx浓度基准值进行修正，确定NOx目标浓度值。

优选的，NOx目标浓度值通过机组的负荷函数确定。

优选的，根据机组的负荷确定冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和。

优选的，计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值的具体过程如下：

将机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值输入到第一PID控制器；

第一PID控制器输出对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值。

优选的，得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令的具体过程如下：

将对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq进行加权平均，得到加权平均值dPV；

将加权平均值dPV输入到第二PID控制器，输出A侧燃尽风开度控制指令。

优选的，得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令的具体过程如下：

计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和与对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值的和，再减去对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令。

一种对冲锅炉燃尽风自适应控制系统，包括NOx目标浓度值模块、燃尽风开度之和模块、修正值模块、A侧燃尽风开度控制指令模块以及对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令模块；

所述NOx目标浓度值模块用于计算NOx目标浓度值；

所述燃尽风开度之和模块用于计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和；

所述修正值模块用于获取机组实测的NOx浓度，基于机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值；

所述A侧燃尽风开度控制指令模块用于计算对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq；基于对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令；

所述对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令模块用于基于对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和、对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值以及对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令。

优选的，所述系统还包括显示模块，所述显示模块用于显示对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度情况。

一种对冲锅炉燃尽风自适应控制设备，所述设备包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明实施例通过计算对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令，并在对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令的基础上得到了B侧燃尽风开度控制指令，通过控制指令从而对燃尽风进行控制，调节总的NOx生成浓度，防止NOx生成浓度超限；本发明实施例提供的方法控制效果好，有助于提高锅炉燃烧效率和运行经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备的方法流程图。

图2为本发明实施例提供的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备的系统结构图。

图3为本发明实施例提供的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备的设备框架图。

图4为本发明实施例提供的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备的函数F1(x)的曲线图。

图5为本发明实施例提供的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备的函数F2(x)曲线图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备，用于解决现有技术中对冲锅炉的燃尽风存在着运行效果不佳的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为发明实施例提供的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备的方法流程图。

本发明提供的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法，包括以下步骤：

计算NOx目标浓度值；

计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和；

获取机组实测的NOx浓度，基于机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值；

计算对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq；

计算对冲锅炉A、B侧氧量相对偏差dO₂:

式中：O_2,A为锅炉A侧平均氧量或A侧最低氧量，％；O_2,B为锅炉B侧平均氧量或B侧最低氧量，％；

计算对冲锅炉A、B侧再热汽温相对偏差dT_zq:

式中：T_zq,A为锅炉A侧平均再热汽温，℃；T_zq,B为锅炉B侧平均再热汽温，℃。

基于对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令；

基于对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和、对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值以及对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令。

作为一个优选的实施例，计算NOx目标浓度值的具体计算过程为：

根据选择性催化还原系统的参数确定NOx目标浓度值的基准值；如选择性催化还原系统设计的进口Nox浓度为350mg/m³,则NOx目标浓度值的基准值为350mg/m³；

根据锅炉入炉煤质的热值与锅炉设计煤种热值的比值，对NOx浓度基准值进行修正，确定NOx目标浓度值。

NOx目标浓度值＝基准值*修正系数

修正系数确定方法如下：

作为一个优选的实施例，如图4所示，NOx目标浓度值通过机组的负荷函数F1(x)确定，负荷函数F1(x)的具体取值如下所示：

作为一个优选的实施例，根据机组的负荷确定冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和。如图5，所示若机组在100％额定负荷，A/B侧燃尽风通常各开50％，则开度之和为100％；在最低稳燃负荷，如40％额定负荷，A/B侧燃尽风通常为全关，则开度之和为0；40％额定负荷至100％额定负荷区间，A/B侧燃尽风开度通常为根据需要在0～50％之间进行调整，则开度之和介于0～100％，具体取值如函数F2(x)所示：

作为一个优选的实施例，计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值的具体过程如下：

将机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值输入到第一PID控制器；

第一PID控制器输出对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值。当实测的NOx浓度>NOx目标浓度值，第一PID控制器输出增大；当实测的NOx浓度＝NOx目标浓度值，第一PID控制器输出不变；当实测的NOx浓度<NOx目标浓度值，第一PID控制器输出减小。

作为一个优选的实施例，得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令的具体过程如下：

将对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq进行加权平均，得到加权平均值dPV，具体公式如下：

dPV＝K1*dO₂+K2*dT_zq

式中：K1和K2为权重，根据机组实际情况选取，且K1+K2＝1。

将加权平均值dPV输入到第二PID控制器，输出A侧燃尽风开度控制指令，当dPV>0，第二PID控制器输出增大；当dPV＝0，第二PID控制器输出不变；当dPV<0，第二PID控制器输出减小。

作为一个优选的实施例，得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令的具体过程如下：

计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和与对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值的和，再减去对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令。

如图2所示，一种对冲锅炉燃尽风自适应控制系统，包括NOx目标浓度值模块201、燃尽风开度之和模块202、修正值模块203、A侧燃尽风开度控制指令模块204以及对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令模块205；

所述NOx目标浓度值模块201用于计算NOx目标浓度值；

所述燃尽风开度之和模块202用于计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和；

所述修正值模块203用于获取机组实测的NOx浓度，基于机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值；

所述A侧燃尽风开度控制指令模块204用于计算对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq；基于对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令；

所述冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令模块205用于基于对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和、对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值以及对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令。

作为一个优选的实施例，所述系统还包括显示模块206，所述显示模块206用于显示对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度情况。

如图3所示，一种对冲锅炉燃尽风自适应控制设备30，所述设备包括处理器300以及存储器301；

所述存储器301用于存储程序代码302，并将所述程序代码302传输给所述处理器；

所述处理器300用于根据所述程序代码302中的指令执行上述的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法中的步骤。

示例性的，所述计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器301中，并由所述处理器300执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序302在所述终端设备30中的执行过程。

所述终端设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备30的示例，并不构成对终端设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器301可以是所述终端设备30的内部存储单元，例如终端设备30的硬盘或内存。所述存储器301也可以是所述终端设备30的外部存储设备，例如所述终端设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器301还可以既包括所述终端设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器301用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法，其特性在于，包括以下步骤：

计算NOx目标浓度值；

计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和；

获取机组实测的NOx浓度，基于机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值，所述计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值的具体过程如下：

将机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值输入到第一PID控制器；

第一PID控制器输出冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值；当实测的NOx浓度>NOx目标浓度值，第一PID控制器输出增大；当实测的NOx浓度＝NOx目标浓度值，第一PID控制器输出不变；当实测的NOx浓度<NOx目标浓度值，第一PID控制器输出减小；

计算对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq；

基于对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令，具体为：将对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq进行加权平均，得到加权平均值dPV，具体公式如下：

dPV＝K1*dO₂+K2*dT_zq

式中：K1和K2为权重，根据机组实际情况选取，且K1+K2＝1；

将加权平均值dPV输入到第二PID控制器，输出A侧燃尽风开度控制指令，当dPV>0，第二PID控制器输出增大；当dPV＝0，第二PID控制器输出不变；当dPV<0，第二PID控制器输出减小；

基于对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和、对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值以及对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法，其特性在于，计算NOx目标浓度值的具体计算过程为：

根据选择性催化还原系统的参数确定NOx目标浓度值的基准值；

根据锅炉入炉煤质的热值与锅炉设计煤种热值的比值，对NOx浓度基准值进行修正，确定NOx目标浓度值。

3.根据权利要求1所述的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法，其特性在于，NOx目标浓度值通过机组的负荷函数确定。

4.根据权利要求1所述的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法，其特性在于，根据机组的负荷确定冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和。

5.根据权利要求4所述的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法，其特性在于，得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令的具体过程如下：

计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和与对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值的和，再减去对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令。

6.一种对冲锅炉燃尽风自适应控制系统，其特性在于，包括NOx目标浓度值模块、燃尽风开度之和模块、修正值模块、A侧燃尽风开度控制指令模块以及对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令模块；

所述NOx目标浓度值模块用于计算NOx目标浓度值；

所述燃尽风开度之和模块用于计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和；

所述修正值模块用于获取机组实测的NOx浓度，基于机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值，所述计算对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值的具体过程如下：

将机组实测的NOx浓度以及NOx目标浓度值输入到第一PID控制器；

第一PID控制器输出冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值；当实测的NOx浓度>NOx目标浓度值，第一PID控制器输出增大；当实测的NOx浓度＝NOx目标浓度值，第一PID控制器输出不变；当实测的NOx浓度<NOx目标浓度值，第一PID控制器输出减小；

所述A侧燃尽风开度控制指令模块用于计算对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq；基于对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令，所述基于对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq得到对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令具体为：将对冲锅炉A、B两侧氧量相对偏差dO₂以及对冲锅炉A、B两侧再热汽温相对偏差dT_zq进行加权平均，得到加权平均值dPV，具体公式如下：

dPV＝K1*dO₂+K2*dT_zq

式中：K1和K2为权重，根据机组实际情况选取，且K1+K2＝1；

将加权平均值dPV输入到第二PID控制器，输出A侧燃尽风开度控制指令，当dPV>0，第二PID控制器输出增大；当dPV＝0，第二PID控制器输出不变；当dPV<0，第二PID控制器输出减小；

所述对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令模块用于基于对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和、对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度之和的修正值以及对冲锅炉A侧燃尽风开度控制指令得到对冲锅炉B侧燃尽风开度控制指令。

7.根据权利要求6所述的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制系统，其特性在于，所述系统还包括显示模块，所述显示模块用于显示对冲锅炉A、B两侧燃尽风开度情况。

8.一种对冲锅炉燃尽风自适应控制设备，其特性在于，所述设备包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-5任一项所述的一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法。

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