[发明专利]一种锅炉燃烧优化系统

说明书

技术领域

本发明属于锅炉燃烧自动控制系统领域，涉及一种锅炉燃烧优化系统。

背景技术

以往火电厂锅炉燃烧控制主要依据锅炉燃烧调整试验，由运行人员根据自己的运行经验进行配风、配煤。这种做法主要存在两个方面的问题：

其一，由于受试验时间及条件的限制，燃烧调整试验一般只能做有限的几个负荷及煤种工况点。因此锅炉实际运行工况一般与试验工况有较大差异，特别是受节能减排的要求、煤炭市场的影响、降低运行成本的考虑，锅炉燃烧的煤质往往变化较大，如果完全以燃烧调整试验结果为依据进行配风、配煤，不能使锅炉运行于最佳状态；

其二，火电厂运行人员的操作水平客观上存在差异，即使是同一值班员，受主观因素的影响，在不同的时间，其运行水平也可能存在差异。因此凭运行经验进行的锅炉燃烧调整操作具有一定的随意性，难以保证锅炉处于最佳的运行状态。

火电厂运行人员进行燃烧调整时，依靠经验易实现局部最优，很难实现全局最优。运行人员关注的目标主要是过热汽温、再热汽温（减温喷水）或者氮氧化物或者考虑安全性的金属壁温，习惯于关注单一指标，进行二次风挡板（或摆角）调整，很少关注一氧化碳指标和飞灰含碳量指标；当同时对于多目标进行手动调整时，同时还要关注负荷变化和煤质波动，往往力不从心，需要专门一个运行人员负责，耗费人力。

发明内容

本发明的目的是提供一种锅炉燃烧优化系统，降低人工进行燃烧调整模糊性、随意性，降低运行人员的工作强度，提高火电厂自动化水平，提高火电厂安全、经济、环保运行水平。

本发明的技术方案是一种锅炉燃烧优化系统，其特征在于至少包括：

等温线声波测温单元，由声波传感器、过程控制装置和声波测温管理装置组成，多个声波传感器与过程控制装置连接，过程控制装置与声波波测温管理装置连接，用于通过声波传播路径获取炉膛温度场信息，将温度场信号传输至燃烧优化单元和DCS控制单元；

燃烧优化单元与声波测温管理装置、数据传输装置相连接，用于读取机组相关变量数据，对目标进行优化；

DCS控制单元，由DCS控制单元输入输出部分、DCS控制单元存储部分、DCS控制单元计算部分和DCS控制单元人机接口部分组成。DCS控制单元输入输出部分与DCS控制单元存储部分、DCS控制单元计算部分、声波测温管理装置、接收数据传输装置、执行机构相连接，DCS控制单元计算部分与DCS控制单元输入输出部分、DCS控制单元存储部分、DCS控制单元人机接口部分相连接，用于接收燃烧优化单元信息，根据燃烧优化单元信息向执行机构发送指令；

执行机构，包括锅炉二次风执行机构、摆动燃烧器执行机构、燃尽风执行机构、燃尽风摆角执行机构和送风机动叶执行机构，其中锅炉二次风执行机构、摆动燃烧器执行机构、燃尽风执行机构、燃尽风摆角执行机构和送风机动叶执行机构均与DCS控制单元中的DCS控制单元输入输出部分相连接，并接收其发送的指令，实时调整二次风、摆动燃烧器、燃尽风、燃尽风摆角和送风机动叶的开度；

所述等温线声波测温单元包括声波传感器、过程控制装置和声波测温管理装置，声波传感器安装在锅炉炉膛四周，炉膛壁每个面安装两个声波传感器，形成多个声波传播路径；声波传感器信号传送至过程控制装置；过程控制装置对声波传感器信号进行处理和计算，得出温度场信号；过程控制装置将温度场信号传输至声波测温管理装置，为用户提供实时精确的炉膛温度场信息；声波测温管理装置将温度场信号传输至燃烧优化单元和DCS控制单元。

所述DCS控制单元包括输入输出部分、存储部分、计算部分和人机接口部分，输入输出部分实现和机组仪表及燃烧优化单元及等温线声波测温单元信息交换；存储部分具备存储数据、信息和控制程序功能，计算部分为实现对设定好的控制程序进行计算，得出运算结果；人机接口部分作为用户和DCS控制单元信息交互的接口，用户可在人机接口部分监视等温线声波测温单元温度数据、燃烧优化单元运行状态和优化目标值。

所述执行机构包括锅炉二次风执行机构、摆动燃烧器执行机构、燃尽风执行机构、燃尽风摆角执行机构和送风机动叶执行机构；执行机构接收DCS控制单元的指令，实时调整二次风、摆动燃烧器、燃尽风、燃尽风摆角和送风机动叶的开度。

所述的一种锅炉燃烧优化系统，通过过采集锅炉炉膛四周的声波传播路径变化判断温度并据此组建闭环控制系统来实现对锅炉燃烧的优化。