[发明专利]热水锅炉风烟系统自动化控制方法

说明书

本发明涉及一种热水锅炉风烟系统自动化控制方法，包括：基于锅炉负荷和总风量自适应修正程序，计算获得最终所需的总风量；基于锅炉负荷、氧量、床温及床压参数，计算获得一次风总风量。将整个风烟系统作为一个控制整体，通过锅炉负荷及总风量自适应修正程序计算最终需要的总风量，提高了理论总风量的准确性；一次风量的计算结果由负荷、氧量、床温及床压四个参数的共同决定，能够保证调节效果，不破坏原有燃烧状态；在一次风量的计算中充分考虑氧体积分数这一参数的影响，能够加快整个风烟系统对氧体积分数的响应能力，同时也避免了调节过程中一二次风配比失衡的问题。

技术领域

本发明属于城市供热锅炉控制技术领域，尤其涉及一种热水锅炉风烟系统自动化控制方法。

背景技术

风烟系统的控制一直作为流化床锅炉控制的难点和重点，其主要原因在于各个变量之间的耦合现象严重，如床温不仅受燃料量、一次风量和二次风量的影响，同时还要受返料量和排渣量等多个参数的影响。基于以上因素，一次风和二次风的配比方式也会因当前的工况不同而受到影响，单纯的控制床温和氧量往往会造成一二次风配比的失衡，极易出现事故。

循环流化床锅炉一次风的主要用途为使进入一次风室的风通过布风装置(风帽)进入炉膛，保证炉膛内的床料正常流化并且同时也是炉膛内热量的主要传递和携带介质，其大小影响炉膛内床温的调节，在传统的流化床控制中，一次风被作为床温调整的一项常用手段，因此在以往的自动控制策略当中，床温调节都会采用一次风调节，而这实际上是进入了一个控制上的误区，一次风的主要作用是流化床料和辅助燃烧，而床温的改变本质上是锅炉内燃烧状态的改变，更多的是受到锅炉负荷的影响，这是一种诸多变量同时作用下的结果，即床温表征的是锅炉在不同负荷下所对应的一种燃烧状态参数，单一的采用一次风调节并不会直接改变床温本身，而是通过改变燃烧的状态间接改变床温，因此采用一次风直接控制床温虽然在效果上最为直接且快速，但实际上已经破坏了原有的燃烧状态，这是一种病态的调节方式。

循环流化床锅炉二次风的主要用途为补充燃料燃烧所需的空气量并加强物料的反混同时适当调整炉内温度场的分布，使烟气温度分布更均匀。在传统的流化床控制中，二次风经常会作为氧量调节和辅助床温调节的手段，二次风作为氧量调节的主要手段是可行的，大量的试验可以证明，二次风调节氧量过程中，对其他过程参数影响相对较小，但实际的燃烧调整过程中，经常会出现由于一次风调整床温而导致氧量变化后，二次风调节过程中出力过大或过小的情况，因此仅使用二次风进行氧量调节，能满足控制上的需求，却无法保证一个良好的风量配比状态。

采用二次风进行床温辅助调节，一般是通过改变一二次风比例去进行床温调节，采用该方式可以取得良好的控制效果，但经试验发现，在床温设定值高于实际值时，PID调节器通过减小一二次风的比例，即减小一次风，增加二次风来提高床温，但在二次风温度较低，燃煤水分较大的情况下，采用此种方式增大二次风进入炉膛后床温会出现先降后升的情况，且下降幅度极大，床温下降时PID调节器会进一步减小一二次风比例，导致调节继续恶化，直到通过一段时间的燃烧后床温突然升高，直接导致调节系统过调，跳出自动，严重时会导致锅炉结焦停炉，因此该方法具有局限性，无法广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种热水锅炉风烟系统自动化控制方法，以解决上述技术问题。

本发明提供了一种热水锅炉风烟系统自动化控制方法，包括：

基于锅炉负荷和总风量自适应修正程序，计算获得最终所需的总风量；

基于锅炉负荷、氧量、床温及床压参数，计算获得一次风总风量。

进一步地，基于锅炉负荷、氧量、床温及床压参数，计算获得一次风总风量，包括：

通过锅炉负荷对应一次风量函数得到一次风粗调风量；

通过锅炉负荷对应床温函数得到当前负荷下的理论床温值，并以此作为床温补偿PID的设定值，PID输出为床温补偿一次风量；