CN111520707B

CN111520707B - 一种循环流化床锅炉风量控制方法、系统及装置

Info

Publication number: CN111520707B
Application number: CN202010580810.4A
Authority: CN
Inventors: 史春方; 赵立军; 张春山; 隋成平
Original assignee: Hangzhou Hollysys Automation Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Hollysys Automation Co Ltd
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2040-06-23
Also published as: CN111520707A

Abstract

本发明公开了一种循环流化床锅炉风量控制方法、系统及装置，包括当当前锅炉负荷大于或等于第一负荷时，根据公式F_Z＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}+K×FTm+F_Y，计算总风量F_Z，并根据所述总风量F_Z控制锅炉风机动作。应用本发明提供的循环流化床锅炉风量控制方法及系统，通过锅炉负荷与一次风量间的模糊函数得到一次风量，当高低负荷切换时，将锅炉负荷变化所对应的一次风量变化量和总煤量的比值、即一次风变化风量的风煤比作为二次风风煤比的初始值对二次风量进行控制，并根据预设个数的周期中的二次风煤比K计算下一周期的K，由此以实时调节负荷变化引起燃料变化时所需求的风量，使得在高低负荷切换时根据锅炉负荷调整风量，实现自适应。

Description

一种循环流化床锅炉风量控制方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及锅炉送风控制技术领域，更具体地说，涉及一种循环流化床锅炉风量控制方法，还涉及一种循环流化床锅炉风量控制系统及装置。

背景技术

循环流化床锅炉在燃烧过程中，需要燃料配合送风系统完成整个燃烧过程，但是在循环流化床中，送风系统分为一次风和二次风，在高低负荷时，不同锅炉厂家的设计方式不同可能造成高低负荷时的风量不同，有的厂家一次风设计可以到达到带负荷到50％-60％，60％以上负荷时需要二次风参与进来，完成整个燃烧过程，但是这个比例也是不尽相同，所以一次风二次风在整个负荷区间自动适应是对全负荷区间自动燃烧的基本要求。

现有控制系统中，风量的需求是结合炉内燃烧和燃料量需求目标来决定的，在高低临界负荷以外的高负荷和低负荷区间时，风量配比可以简单来实现，但是在高低临界负荷切换时，需要手动更改一次风机和二次风机的运行频率，来改变风煤配比保证氧量的需求，保证燃烧的稳定性，此过程调整过程时间长，不同运行人员经验不同会造成调整过程时间不同。在燃烧过程中煤质发生变化，风量也需要自动适应，如何实现风量在全负荷区间的自动适应切换是一般的自动控制很难实现的。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种循环流化床锅炉风量控制方法，以解决现有的风量在高低符合切换时、手动更换一、二次风量无法实现自适应的问题。本发明的第二个目的是提供一种循环流化床锅炉风量控制系统及装置。为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种循环流化床锅炉风量控制方法，包括：

当当前锅炉负荷大于或等于第一负荷时，根据公式

F_Z＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}+K×FTm+F_Y，计算总风量F_Z；

根据所述总风量F_Z控制锅炉风机动作；

其中，Z为最小流化一次风量初始值；

F(X_i)为锅炉负荷与一次风量间的模糊函数，X_i为当前锅炉负荷；

W为所述当前锅炉负荷对应的现场燃烧参数得到的一次风量修正值；

F_Y为氧量实时值和目标氧量值的偏差所对应的二次风量修正值；

FTm为总煤量；

K为二次风煤比，根据前预设个数的周期中的所述二次风煤比K计算得到，K的初始值为K0，

优选地，所述方法还包括：

当所述当前锅炉负荷小于所述第一负荷时，根据公式

F_Z'＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}计算一次风总量F_Z'，并根据所述一次风总量F_Z'控制锅炉风机动作。

优选地，所述方法还包括：

判断当前周期的周期数是否大于等于预设周期数M；

若是，则下一周期的二次风煤比K等于前M个周期的二次风煤比K的加权平均值；

若否，则下一周期的二次风煤比K为通过公式

计算得到，其中，F_Z为前一周期的总风量、Z为前一周期的最小流化一次风量初始值、F(X_i)为前一周期的一次风量、W为前一周期的一次风量修正值和FTm为前一周期的总煤量。

本发明还提供了一种循环流化床锅炉风量控制系统，包括：

锅炉负荷判断模块，用于判断当前锅炉负荷是否大于等于第一负荷，若是，则触发总风量计算模块启动；

所述总风量计算模块，用于根据公式F_Z＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}+K×FTm+F_Y计算总风量F_Z，其中，Z为最小流化一次风量初始值；F(X_i)为锅炉负荷与一次风量间的模糊函数，X_i为当前锅炉负荷；W为所述当前锅炉负荷对应的现场燃烧参数得到的一次风量修正值；F_Y为氧量实时值和目标氧量值的偏差所对应的二次风量修正值；FTm为总煤量；K为二次风煤比，根据前预设个数的周期中的所述二次风煤比K计算得到，K的初始值为K0，

并触发风量控制模块启动；

所述风量控制模块，用于根据所述总风量F_Z控制锅炉风机动作。

优选地，所述锅炉负荷判断模块还用于：

当所述当前锅炉负荷小于所述第一负荷时，触发一次风总量计算模块启动；

所述一次风总量计算模块，用于根据公式F_Z'＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}计算一次风总量F_Z'，并触发所述风量控制模块启动；

所述风量控制模块，用于根据所述一次风总量F_Z'控制锅炉风机动作。

优选地，总风量计算模块还包括：

二次风煤比计算单元，用于判断当前周期的周期数是否大于等于预设周期数M；若是，则下一周期的二次风煤比K等于前M个周期的二次风煤比K的加权平均值；若否，则下一周期的二次风煤比K为通过公式

一种循环流化床锅炉风量控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的循环流化床锅炉风量控制方法的步骤。

本发明提供的循环流化床锅炉风量控制方法，包括：当当前锅炉负荷大于或等于第一负荷时，根据公式F_Z＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}+K×FTm+F_Y，计算总风量F_Z，并根据所述总风量F_Z控制锅炉风机动作。

应用本发明提供的循环流化床锅炉风量控制方法及系统，通过锅炉负荷与一次风量间的模糊函数得到一次风量，当高低负荷切换时，将锅炉负荷变化所对应的一次风量变化量和总煤量的比值、即一次风变化量的风煤比作为二次风风煤比的初始值对二次风量进行控制，并根据预设个数的周期中的二次风煤比K计算下一周期的K，由此以实时调节负荷变化引起燃料变化时所需求的风量，使得在高低负荷切换时根据锅炉负荷调整风量，实现自适应。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的循环流化床锅炉风量控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种循环流化床锅炉风量控制方法，以解决现有的风量在高低符合切换时、手动更换一、二次风量无法实现自适应的问题。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的循环流化床锅炉风量控制方法的流程示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供的循环流化床锅炉风量控制方法，包括：

S11：当当前锅炉负荷大于或等于第一负荷时，根据公式

F_Z＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}+K×FTm+F_Y计算总风量F_Z；

S12：根据总风量F_Z控制锅炉风机动作；

第一负荷可根据锅炉的带负荷能力进行设置，一般认为在40％-55％以下为低负荷区间，在40％-55％以上为高负荷区间。Z为最小流化一次风量初始值；最小流化一次风量初始值根据床料粒径进行设置。

F(X_i)为锅炉负荷与一次风量间的模糊函数，X_i为当前锅炉负荷；一次风量模糊函数F(X_i)为一个初始线性模糊函数，正常运行时，函数中每个输入量拐点较上一个周期输入增量对应输出量周期的较上一个的增量值，在一种实施例中，如下表1所示，表1锅炉负荷与一次风量间的模糊函数。其中，X_i为当前锅炉负荷(t/h)，F(X_i)为一次风量(Km3/h)。

xi	0	95	110	125	140	155	170	185	200	215	230
												F(X<sub>i</sub>)	62	66	70	74	78	82	86	90	92	92	92

表1

在其他实施例中，可根据需要设置F(X_i)，如线性函数、折线函数或其他类型的函数关系式，均在本发明的保护范围内。

W为当前锅炉负荷对应的现场燃烧参数得到的一次风量修正值；现场燃烧参数包括料层差压、床温、给煤量等，上述任意参数的变化对一次风风量的需求均产生变化，根据现场燃烧参数和一次风量的需求变化系数得到预设函数模型，并根据现场燃烧参数得到一次风量修正值。

同样地，F_Y为氧量实时值和目标氧量值的偏差所对应的二次风量修正值；氧量偏差值和二次风量修正值之间的关系函数为根据预设函数。

FTm为总煤量；

K为二次风煤比，根据前预设个数的周期中的二次风煤比K计算得到，K的初始值为K0，

当当前锅炉负荷大于或等于第一负荷后的第一个周期内，K的初始值为K0，

其中，ΔF(X_i)为一次风的变化量，即，负荷切换后的一次风的变化量，当负荷切换后，根据切换时的负荷变化及二次风启动后二次风量变化修正得到的F(X_i)较上一周期(该周期内锅炉负荷小于第一负荷)的一次风量的变化量以得到一次风变化量，将一次风变化风量的风煤比作为二次风的初始风煤比。

并计算得到总风量F_Z，第二个周期内、K为根据第一个周期中的总风量F_Z、Z、F(X_i)、W和FTm计算得到，

此时K＝K1，第三周期继续根据上述公式通过前一周期二次风煤比对下一周期的风量进行调整。

应用本发明提供的循环流化床锅炉风量控制方法及系统，通过锅炉负荷与一次风量间的模糊函数得到一次风量，当高低负荷切换时，将锅炉负荷变化所对应的一次风量变化量和总煤量的比值、即一次风变化风量的风煤比作为二次风风煤比的初始值对二次风量进行控制，并根据预设个数的周期中的二次风煤比K计算下一周期的K，由此以实时调节负荷变化引起燃料变化时所需求的风量，使得在高低负荷切换时根据锅炉负荷调整风量，实现自适应。

进一步地，方法还包括：

判断当前周期的周期数是否大于等于预设周期数M；

若否，则下一周期的二次风煤比K为通过上一周期的总风量

计算得到。

如上文所示，M可设定为4，在第五周期中，二次风煤比K等于前述M个周期的二次风煤比的加权平均值，可以理解的是，该M个周期为当锅炉负荷大于等于第一负荷后开始计算的周期数。在一种实施例中，可通过直接取平均值计算得到，其频数根据需要进行设置。当当前周期的周期数小于预设周期，通过前一周期总风量F_Z、Z、F(X_i)、W和FTm计算下一周期的二次风煤比K，以实现整个负荷区间的自适应调节。

具体的，方法还包括：

当当前锅炉负荷小于第一负荷时，根据公式F_Z'＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}计算一次风总量F_Z'，并根据一次风总量F_Z'控制锅炉风机动作。其中，如上文所述，Z为最小流化一次风量初始值；F(X_i)为锅炉负荷与一次风量间的模糊函数，X_i为当前锅炉负荷；W为所述当前锅炉负荷对应的现场燃烧参数得到的一次风量修正值；由此以实现全负荷区间中风量的自适应变化，以在高低负荷区间可以自动适应燃烧变化自动修正一二次风量变化，保证燃烧稳定性与效率，提高燃烧稳定状态。

基于上述方法实施例中，本发明还提供了一种循环流化床锅炉风量控制系统，该系统包括：

并触发风量控制模块启动；

应用本发明提供的循环流化床锅炉风量控制方法及系统，通过锅炉负荷与一次风量间的模糊函数得到一次风量，当高低负荷切换时，将锅炉负荷变化所对应的一次风量变化量和总煤量的比值、即一次风煤比作为二次风风煤比的初始值对二次风量进行控制，并根据预设个数的周期中的二次风煤比K计算下一周期的K，由此以实时调节负荷变化引起燃料变化时所需求的风量，使得在高低负荷切换时根据锅炉负荷调整风量，实现自适应。

在一种实施例中，锅炉负荷判断模块还用于：

当当前锅炉负荷小于第一负荷时，触发一次风总量计算模块启动；

一次风总量计算模块，用于根据公式F_Z'＝MAX{Z,[F(X_i)+W]}计算一次风总量F_Z'，并触发风量控制模块启动；

风量控制模块，用于根据一次风总量F_Z'控制锅炉风机动作。

具体的，总风量计算模块还包括：

本发明还提供了一种循环流化床锅炉风量控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。