CN202512382U - 链条锅炉燃烧滚动自寻优-pid复合控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统。本系统可以实现链条锅炉在各种工况和负荷下全自动运行。当设定负荷变化的时候，系统先通过PID调节器对锅炉实施PID控制，快速平稳地把锅炉的出口温度控制到设定值附近；然后以链条锅炉的热效率为寻优目标，实施专家滚动自寻优控制，通过滚动自寻优算法，将出口温度精确的控制到设定值，并在其附近根据给煤量的变化不断优化燃烧，使链条锅炉实现稳定运行与经济燃烧。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机控制系统，具体地说，是涉及一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统。
背景技术
燃烧控制系统是链条锅炉控制的重要环节，它是一个藕合严重、具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈且幅值大的多变量系统，其中送风量、引风量、给煤量等参数的变化都将对燃烧系统产生直接影响。传统的锅炉送风调节系统采用直接保持燃料量与送风量成比例关系的比值调节方式，简单易行，但不具备判断实际风/煤比是否合理的能力，更不能对其进行动态修正，加之锅炉煤种多样，成分不稳定，直接影响锅炉燃烧状况，所以保持燃料量与送风量为固定比例的送风调节方式并不能始终确保锅炉燃烧过程的最佳经济性。利用锅炉的燃烧效率与烟气含氧量或过量空气系数的关系，在传统比值控制方式下对送风调节回路增加氧量反馈校正环节是实现锅炉高效燃烧的一种重要方法。然而，当负荷大幅变化或煤种改变或对于不同炉型，合适的过剩空气率有很大变化；同时由于氧气测量波动特性大，不利于反馈控制，且非配比空气漏入烟道引起误差，故很难获得较为精确的实际过剩空气率，可见基于烟气氧量较正的控制方法也不能从根本上解决提高燃烧效率的问题。所以风/煤比在线自寻优控制就显得更加必要，且优势明显。
基于此，如何发明一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统，将PID控制与优化控制相结合，实现链条锅炉在各种工况负荷下全自动运行，是本实用新型主要解决的问题。
发明内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提出了一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统，系统具有在各种工况负荷变化情况下自动运行的功能，提高了锅炉的运行效率，降低了人员成本，系统自动化程度高、可靠性好。
进一步的，链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统，包括锅炉负荷PID调节回路与锅炉负荷自寻优调节回路两部分，设定链条锅炉出口温度值为T1，实际温度为T，选择误差为e，则链条锅炉负荷调节回路切换遵循如下规则：如果|T-T1|/T1＞e，则系统切换到锅炉负荷PID调节回路，利用PID调节器调整炉排与鼓引风快速平稳地使链条锅炉的出口温度控制到设定值附近，使得系统满足|T-T1|/T1≤e；如果|T-T1|/T1≤e，则系统切换到锅炉负荷自寻优调节回路，以链条锅炉的热效率为寻优目标，通过滚动自寻优算法，在炉膛内的负压稳定的情况下不断优化风煤比，使链条锅炉的出口温度控制到设定值，实现锅炉的经济燃烧与稳定运行。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统具有如下功能和优点：
（1）系统改变了传统燃烧控制方式所采用的在炉膛出口处安装氧化锆传感器测量烟气中的含氧量来实现风煤比的控制方式，提高链条锅炉运行的可靠性和稳定性；
（2）系统降低了工人的劳动强度，生产效率显著提高；
（3）系统在一定程度上解决了链条锅炉对环境的污染问题，它既满足了燃料的充分燃烧，也保证了链条锅炉的稳定燃烧，有效地解决了烟囱冒黑烟和SO2、NOx因燃烧温度控制不稳而过量生成的环保问题；
（4）系统有效的延长了链条锅炉的大修周期，系统使链条锅炉生产运行更加平稳和更加安全，并且可以延长引风机等设备的使用寿命。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型所提出的一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统框图。
图2是本实用新型所提出的一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统控制流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。
实施例一，参见图1所示，本实施例是一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统框图，包括锅炉负荷PID调节回路与锅炉负荷自寻优调节回路两部分。本系统首先根据链条锅炉的具体情况，设定滚动自寻优算法的相关参数，如：寻优步长、寻优周期、选择误差e等，然后系统从链条锅炉集散控制系统获取锅炉运行的相关参数，接着通过链条锅炉出口温度和出口流量（蒸汽或热水）判断链条锅炉负荷稳定情况，并且根据链条锅炉的主要控制目标参数如出口温度设定值的变化，判断采用锅炉负荷PID调节回路还是锅炉负荷自寻优调节回路对锅炉进行控制，最后系统计算出链条锅炉运行的炉排电机的开度、鼓风电机开度、引风电机开度等具体优化数值，并且将这些优化后的运行参数设定值上传到集散控制系统，直接闭环控制链条锅炉的燃烧，从而实现了链条锅炉燃烧自动控制。
实施例二，参见图2所示，本实施例是一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统控制流程示意图。控制流程如下：首先，由操作人员根据需要设定锅炉出口温度T1，选择误差e，寻优周期、寻优步长等控制参数；然后，链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统把实际温度T与设定温度T1差值的绝对误差跟选择误差e做比较，如果|T-T1|/T1＞e，则系统切换到锅炉负荷PID调节回路，利用PID调节器调整炉排与鼓引风快速平稳地使链条锅炉的出口温度控制到设定值附近，使得系统满足|T-T1|/T1≤e；如果|T-T1|/T1≤e，则系统切换到锅炉负荷自寻优调节回路，以链条锅炉的热效率为寻优目标，通过滚动自寻优算法，在炉膛内的负压稳定的情况下不断优化风煤比，使链条锅炉的出口温度控制到设定值，实现锅炉的经济燃烧与稳定运行。
本实用新型的链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统适用于各类链条锅炉，该系统具有抗负荷变化能力强、自动化程度高、可靠性好、操作简单等优点，具有广阔的实用前景。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统，包括锅炉负荷PID调节回路与锅炉负荷自寻优调节回路，其特征在于系统能够通过链条锅炉的实际工矿与负荷自动选择合适的调节回路来控制锅炉安全稳定经济的运行。
2.根据权利要求1所述的一种链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统，其特征还包括：所述的链条锅炉燃烧滚动自寻优-PID复合控制系统针对不同的负荷情况切换相应的锅炉负荷调节回路控制锅炉的运行，选择方法如下：设定链条锅炉出口温度为T1，实际温度为T，选择误差为e，则链条锅炉负荷调节回路切换遵循如下规则：
（1）如果|T-T1|/T1＞e，则系统切换到锅炉负荷PID调节回路，利用PID调节器调整炉排与鼓引风快速平稳地使链条锅炉的出口温度控制到设定值附近，使得系统满足|T-T1|/T1≤e；
（2）如果|T-T1|/T1≤e，则系统切换到锅炉负荷自寻优调节回路，以链条锅炉的热效率为寻优目标，通过滚动自寻优算法，在炉膛内的负压稳定的情况下不断优化风煤比，使链条锅炉的出口温度控制到设定值，实现锅炉的经济燃烧与稳定运行。
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| CN105700357A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-22 | 南京信息工程大学 | 基于多变量pid-pfc的锅炉燃烧系统控制方法 |
| CN111396922A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-10 | 辽宁汇德电气有限公司 | 一种通用层燃锅炉节能控制系统 |
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