[发明专利]一种煤粉锅炉燃烧前馈反馈复合优化控制方法

摘要

一种煤粉锅炉燃烧前馈反馈复合优化控制方法，用于实现风与煤全工况全燃烧过程的动态精确配比。其技术方案是：它依据燃烧调整实验数据或运行人员经验确定前馈信号、依据锅炉热力学特性和规律确定反馈信号，在不同工况下自动精确调节锅炉各个燃烧器的煤量配比、各台磨煤机一次风量配比、各台磨煤机出口温度、各个燃烧器二次风量及燃烬风量配比，使锅炉燃烧效率和NOX排放量处于最佳状态。本发明充分发挥了大型煤粉锅炉多个独立调节手段共存的优势以及前馈控制动态响应速度快、反馈校正控制静态精度高的优点，保证煤粉锅炉在各种工况下都能处于最佳状态附近，大大提高了锅炉的燃烧效率、降低了NOX的排放量。

主权项

一种煤粉锅炉燃烧前馈反馈复合优化控制方法，其特征是，它依据燃烧调整实验数据或运行人员经验确定前馈信号、依据锅炉热力学特性和规律确定反馈信号，在不同工况下自动精确调节锅炉各个燃烧器的煤量配比、各台磨煤机一次风量配比、各台磨煤机出口温度、各个燃烧器二次风量及燃烬风量配比，使锅炉燃烧效率和NOX排放量处于最佳状态，具体步骤如下：a．锅炉运行工况划分依据处于运行状态的磨煤机台数、锅炉主蒸汽流量、总给煤量划分锅炉运行工况，首先列出锅炉在不投油助燃最低负荷到额定负荷范围内所有合法的磨煤机投运情况的排列组合，在每一种磨组合情况下，再依据锅炉主蒸汽流量的大小划分出高、低两种情况，然后依据总给煤量的大小进一步划分出高、低两种情况；b．前馈控制信号插值计算通过燃烧调整实验或运行人员经验获得每一个合法运行工况下使锅炉燃烧状态达到最优的燃烧优化控制信号输出值，包括一次风煤比修正值、过量空气系数修正值、一次风压偏置值、二次风压偏置值、各台给煤机给煤量偏置值、各台磨煤机出口温度偏置值、各台磨煤机一次风量偏置值、各层燃烧器二次风量偏置值、各层燃烬风量偏置值，然后将这些数值保存到一个二维前馈控制插值表中，在某一磨煤机投运情况下的任何锅炉主蒸汽流量、总给煤量下的燃烧优化控制前馈信号输出值，根据此二维前馈控制插值表通过插值计算得到；c．反馈控制定值插值计算通过燃烧调整实验获得每一个运行工况下燃烧状态达到最优时的控制指标，包括烟气NOX浓度、飞灰含碳量、排烟损失的记录值或计算值，保存到一组二维反馈控制定值插值表中，在确定的磨煤机投运情况下的任何锅炉主蒸汽流量、总给煤量下的燃烧优化控制反馈控制定值，根据此反馈控制定值插值表通过插值计算得到；d．外回路反馈值计算测量烟气NOX浓度、飞灰含碳量，并根据排烟温度、煤质化学分析数据、空气预热器前后氧量、总风量、总给煤量计算锅炉排烟损失；e．反馈控制规则计算将烟气NOX浓度、飞灰含碳量、锅炉排烟损失的反馈控制定值与外回路反馈值相减得到三个信号的差值，由这三个信号的差值和反馈控制规则表计算煤粉中心高度、二次风中心高度、炉膛出口温度、过量空气系数、一次风煤比、一次风粉温度这六个信号反馈测量值所迭加的偏置值，计算过程是每一个输入信号的差值分别乘以六个反馈控制规则表中系数后得到六个输出，三个信号的输出对应项分别加权平均得到六个偏置值，再分别迭加对应的反馈测量值后，构成六个输出信号的内回路控制定值；f．内回路反馈值计算在线计算或测量煤粉中心高度Hc、二次风中心高度Ha、炉膛出口温度θ、过量空气系数α、一次风煤比εfc、一次风粉温度tfc六个信号的实时值，得到内回路反馈值；g．将煤粉中心高度、二次风中心高度、炉膛出口温度、过量空气系数、一次风煤比、一次风粉温度这六个信号内回路控制定值同内回路反馈值的差分别输入六个内回路比例积分控制组；h．反馈控制信号计算由六个内回路比例积分控制器输出信号和反馈控制输出表计算反馈控制输出信号，包括：一次风煤比修正值、过量空气系数修正值、各一次风压偏置值、各二次风压偏置值、各给煤量偏置值、各磨出口温度偏置值、各一次风量偏置值、各二次风量偏置值、各燃烬风量偏置值，计算过程是每一个内回路比例积分控制器输出信号分别乘以多个反馈控制输出系数后得到多个反馈控制的修正值或偏置值输出，最后的各个修正值或偏置值输出分别由六个对应的输出求和得到；i．执行机构的前馈控制信号同反馈控制信号对应求和后得到执行机构优化控制信号，该信号经限幅滤波处理后，通过信号接口模块引入原分散控制系统。