[发明专利]一种锅炉变负荷经济运行的优化控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于锅炉节能技术领域，具体涉及一种锅炉变负荷经济运行的优 化控制系统和方法。

背景技术

在工业企业中，锅炉以煤为主要燃料生产蒸汽，同时由于工业锅炉数量 大、分布广，每年燃煤占全国煤炭总产量的四分之一，且一般工业锅炉房均 是多台锅炉同时运行。但由于每台锅炉的容量、效率等特性不同，针对同一 台锅炉在不同的负荷条件下工作时，其热效率也是不同的。因此，为了节约 能源，如何根据锅炉的不同特性对并列运行的锅炉负荷进行优化分配就显得 十分重要，这就要求在满足外界负荷需求的条件下，实现整个锅炉房的煤耗 量最低。同时由于每台锅炉都具有独立的控制系统，在单机模式下运行是由 自身的控制系统控制，此时各台锅炉之间相互没有联系。对于大型工业企业， 生产工艺复杂、负荷波动频繁，因此对锅炉需要采取群控技术，正确合理的 群控方法是确保锅炉产出的蒸汽能够保障生产需要并高效运行的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锅炉变负荷经济运行的优化控 制系统和方法，以解决目前锅炉实际运行时，大多处于偏离经济负荷区域运 行，从而导致锅炉的能耗较高的问题。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种锅炉变负荷经济运行的优化控制系统，包括燃料供入监测系统、燃 料及负荷优化分配系统和辅机运行参数设定系统，所述燃料供入监测系统由 煤热值监测模块和煤流量监测模块组成，所述燃料及负荷优化分配系统由锅 炉性能及状态分析模块、锅炉运行曲线拟合模块、燃料与负荷优化分配模型 模块和燃料与负荷优化分配方案模块组成，所述辅机运行参数设定系统由引 风系统参数设定模块、送风系统参数设定模块和水系统参数设定模块组成， 具体系统结构图如图1所示。

进一步的，参照蒸汽需求趋势曲线，根据燃料供入监测子系统的实时数 据，结合燃料与负荷优化分配子系统中锅炉性能及状态分析模块和锅炉运行 曲线拟合模块的数据分析，在燃料与负荷优化分配模型模块中得到优化模 型，然后根据所得到的优化模型，通过燃料与负荷优化分配方案模块形成运 行参数及控制优化的分配方案，最后在辅机运行参数设定子系统中进行引 风、送风和水的流量量参数设定，同时根据优化分配控制方案运用锅炉变负 荷经济运行优化控制方法对锅炉进行调控。

模型优化模块基于燃煤锅炉的运行特性，通过预测敏捷制造模式下主生 产系统对蒸汽的需求趋势，结合各锅炉运行的效率曲线、成本曲线，应用二 次规划和遗传算法，可对各锅炉的燃料供给及负荷进行实时的智能优化分 配；通过本系统及方法的应用，能够提出科学、合理的燃料及负荷分配方案， 实现煤的经济利用。

本发明要解决的另一技术问题为提供一种锅炉变负荷经济运行的优化 控制方法，包括顺序控制、时间控制、效率控制或最优控制；

顺序控制即为事先指定一台以上的锅炉按顺序投入运转，并指定锅炉燃 烧率达到80％～90％后，仍然没有满足设定负荷时启动下一台锅炉运转；且在 超过一台锅炉运行的情况下，倘若几台锅炉的燃烧率都降至50％后，依然超 过设定的生产负荷，那么按照事先指定的顺序停止一台锅炉；

时间控制即为运行锅炉的燃烧率达到设定值却仍然没有满足设定负荷 时，根据各个锅炉的运行时间确定各个锅炉的启用或停止，每次启动时优先 启动运行时间最短的锅炉；且在停止时也优先停止运行时间最长的锅炉；

效率控制即为运行锅炉燃烧率达到设定值却仍然没有满足设定负荷时， 根据各个锅炉的热效率情况自动选择启用或停止其中一台锅炉，并在超过一 台锅炉运行的情况下自动调整锅炉运行的最佳燃烧状态，且停止一台锅炉也 根据锅炉的热效率情况来进行；

最优控制即为对末端用汽设备的用汽及其它能源用量的情况进行统计、 计算和分析，并提前做出判断，在综合考虑各个锅炉热效率情况和运行时间 均衡的前提下，智能选择启用或停止其中一台锅炉。