基于Honeywell DCS的鍋爐燃燒穩態(tài)優(yōu)化控制

在優(yōu)化程序中，使用主蒸汽壓力和送風(fēng)量、引風(fēng)量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關(guān)系模型作為一個(gè)結束參加優(yōu)化。同時(shí)在獲得了模型的優(yōu)化結果以后，為了同底層控制系統連接，通過(guò)建立含量和送風(fēng)量、引風(fēng)量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關(guān)系模型，爐膛負壓和給煤量、引風(fēng)量、送風(fēng)量以及主蒸汽流量之間的關(guān)系模型獲得底層控制系統的給定值。這兩個(gè)模型也是使用同樣的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型來(lái)表示的。算法完成一樣，僅僅是輸入輸出數據不一樣，訓練出來(lái)的模型表示了不同的關(guān)系。

3 實(shí)時(shí)控制系統及其穩態(tài)優(yōu)化

實(shí)時(shí)控制部分由Honeywell系統構成。為了保證系統長(cháng)期穩定運行，燃燒控制采用模糊控制律。系統框圖如圖1所示。主蒸汽壓力控制采用壓控制方式；送風(fēng)量控制保證空氣預熱后送風(fēng)壓力在一定范圍內，在送風(fēng)壓力允許的條件下，按照風(fēng)煤比偏差調節送風(fēng)量，維持煙氣氧含量在一定的范圍內，風(fēng)煤比根據負荷的變化而變化，實(shí)現經(jīng)濟燃燒；引風(fēng)量控制使爐膛負壓保持常值。其中，隨負荷變化的最優(yōu)風(fēng)煤比是通過(guò)鍋爐穩態(tài)優(yōu)化程序計算再加上實(shí)際經(jīng)驗得到的。

圖1 鍋爐燃燒控制框圖

在控制算法的選擇上，為了保證控制系統穩定運行，使用了模糊控制算法。實(shí)際控制作用有三種形式：（1）手動(dòng)操作，在這種情況下，基準控制量跟隨閥位信號變化；（2）設置偏差死區及變化率死區，當被控制參數偏差及其變化率在死區范圍內時(shí)，投入后自動(dòng)按照前饋變量進(jìn)行控制；（3）偏差或者偏差變化率超過(guò)死區以后，進(jìn)行模糊控制。所有控制方式在計算實(shí)際輸出時(shí)都采用加權輸出，即按照下式計算：

Xc=Xco+KeXce+KcXcc+KfXt （3）

式中，Xc為控制變量；Ke為偏差權值；Kc為變化率權值；Kf為前饋權值；Xce、Xcc、Xt分別為按偏差、變化率及前饋變量查找控制表格所得的控制變量。

采用設置偏差死區及其變化率死區措施，使系統允許被控制量參數在一定范圍內變化，從而使執行機構避免不必要的頻繁動(dòng)作；采用權值輸出，使系統可以進(jìn)一步設置權值表，針對不同情況進(jìn)行處理，改善控制品質(zhì)。

4 鍋爐燃燒系統穩態(tài)參數優(yōu)化運行結果

鍋爐燃燒系統穩態(tài)參數優(yōu)化程序具備如下功能：

?建立爐膛負壓風(fēng)送風(fēng)量、引風(fēng)量、給煤量和主蒸汽流量之間的關(guān)系模型；

?建立煙汽氧含量同送風(fēng)量、引風(fēng)量、給煤量和主蒸汽流量之間的關(guān)系模型；

?建立主蒸汽壓力風(fēng)送風(fēng)量、引風(fēng)量、給煤量和主蒸汽流量之間的關(guān)系模型；

?鍋爐穩態(tài)參數優(yōu)化。

鍋爐燃燒穩態(tài)優(yōu)化控制系統自2000年4月投運以來(lái)，系統運行穩定，節能效果顯著(zhù)。經(jīng)有關(guān)專(zhuān)家鑒定，節能效果高達4%?；径沤^了冒黑煙現象，減輕了對環(huán)境的污染。該系統離線(xiàn)優(yōu)化程序為進(jìn)一步掌握鍋爐燃燒狀態(tài)、提高運行水平提供了有力的支持，是一個(gè)易于操作、易于使用的程序。