锅炉APC先进过程优化控制解决方案

锅炉燃烧过程优化控制方

专业服务，创造价

循环流化床锅先进过AP 优化控制解决方

2013-11-1

1锅炉燃烧过程优化控制方

公司简

集团（中控）始创于是中国领先的自动化与信息化技术、产品、解决方案

应商，业务涉及工厂自动化、公用工程信息化、装备自动化等领域。公司是中科技集团的核心成员企业，致力于工厂自动化领域的现场总线与控制系统以及程模拟仿真系统的研究开发、生产制造、市场营销及工程服务

行业背

行业现2.

循环流化(CFB燃烧技术是最近几十年发展起来的一种新型燃烧技术，

于循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫的特点，因此近来有了很大的发展，我国的循环流化床也经历了小型、中型、大型三个发展阶段循环流化床能够解决我国燃烧锅炉存在包括环境问题在内的诸多现实问题，因中国将成为循环流化床锅炉最大的商业市场

行业难2.

由于循环流化床锅炉燃料是在流化状态下燃烧，锅炉燃烧系统惯性大，各

变量之间相互影响，加上有飞灰循环等影响因素，因CF锅炉燃烧系统是

个大滞后、强耦合，多干扰的复杂非线性系统，自动燃烧优化控制难度较大，业内公认的控制难点

鉴于循环流化床锅炉燃烧的复杂性和特殊性，对一般煤粉锅炉和其他过程

制对象行之有效的常规控制方法，已难保证循环流化床锅炉各项控制指标的实现有别于常规控制，中控锅AP先进控制解决方案采用多变量模型预测控制

专家规则控制等智能控制策略，能够更好地结合专家经验的同时克服系统大滞后强耦合、多干扰等控制难点，可以较好地实CF锅炉系统安全高效率的燃

自动控制，各项指标稳定度大幅提升，经济效益比较可观

1第

锅炉燃烧过程优化控制方

提升锅炉的燃烧效率

优化空3.2.

通过现场数据分析，包括与领导、相关技术人员DC技术人员的技术交

沟通，评估现场发现存在如下可提升的空间

）各指标的稳定性可进一步提升，波动幅度可减30以上

）各指标的经济运行匹配有待于进一步优化，提高锅炉效率降低煤耗

实现经济运行之目的

即，贵方现场锅炉燃烧系统存在可观的优化空间

项目可行性分3.

现场的现有设备，仪表，控制系统条件是否满足优化控制系统需求呢？通

现场考察分析发现，一次检测元件的性能良好，保证了测量信号的质量，在改风量挡板调节精度后，可为优化控制提供了良好的控制手段DC系统可以提

实时运行数据库

综上所述，我们可以得出如下结论

）现场存在较大的优化空间，具备经济效益挖潜空间

）现场设备、仪表、系统条件良好，满足优化控制系统需求条件

暨在对现场外围硬件设备不进行大幅改造或追加投资的情况下，现场满足

施锅炉自动燃烧控制技术的条件，能够通过对控制系统的优化提升，使得循环化床能够全自动运行，降低运行人员劳动强度的同时，又能提高机组的经济运能力，达到节能降耗的目的

中控锅炉燃烧优化控制方

过程优化控制平台简PC4.

PC平台软件是基于行业领先的技术和经验优势以及雄厚的软件研发实

和深刻的业务理解开发的一套优化软件体系，是浙江中控优化解决方案的重要

1

锅炉燃烧过程优化控制方

成部分。它继承了浙江中控组态软件易用高效的特点，并在优化控制领域进行深入研究。能够帮助用户减少人工操作、提高控制效果，从而达到节能、减排增效的最终目的

PC平台软件可以与中AdvTroPr2.AdvTroPr2.6VisuaFiel

组态软件进行底层的数据通信，无需通OP即可进行数据的采集及写出，

少OP传输可能带来的安全和稳定的问题，同时也可与其他厂商系统通

OP进行通信，做到了兼容性和稳定性的统一；严格的用户权限和操作记录能，可以使用户方便地进行管理；与组态软件共享的流程图及报警界面，让操员在组态软件和优化软件间无缝连接；严密的安全机制，可以确保在断电或其预料外情况下自动及时切成手动操作，保证现场的安全；精确到秒的投运率合率统计，使用户能准确地了解当前生产状况PC软件带来的效益提升

PC平台内置了功能强大的控制器和成熟的通用控制算法库，可以由工程

员根据现场项目实际情况进行配置开发，形成项目定制的专用控制模块，能够现从回路级到设备级再到全工艺过程的全方位优化，实现从单回路优化控制到装置的先进控制与实时优化。使用户不用了解复杂的控制方案和控制理论，不进行繁琐的文件配置，仅关注由中控专家提炼出来的一些参数设置，就可以达良好的控制效果

图1PCO软件构架图页15共页5

锅炉燃烧过程优化控制方

循环流化床锅先进过程优化控制方4.AP

锅先进过程控制解决方案是基优化控制平台，将先进控制技PCAP

用于循环流化床锅炉燃烧过程控制，使锅炉装置在优化条件下实现节能、高效安全、稳定运行，是集现状评估分析、方案设计、系统配置选型与成套、专业件提供、优化控制组态与调试、技术培训于一体的“交钥匙型”优化控制整体决方案。循环流化床锅炉优化控制系统包含上下位机两部分

图2锅炉APC先进过程控制方案框图

上位机实时优化控制系统基于中控过程优化控制平台，包含锅PCOPCO

炉燃烧优化控制与性能计算两部分，从而构成上位机的实时优化与在线评估计算系统；下位机为现场DCS监控系统上所做的安全联锁切换，通过OPC客户/服务

器功能实现与上位机的安全互动，现场执行器操作权限的在线切换。

4.2.1PCO先控平台——MCC母管协调控制

主蒸汽母管压力控制目标为：

主蒸汽母管压力控制系统协调本台锅炉与其它并列运行锅炉的运行?

使主蒸汽母管压力控制达到最佳状态，快速、准确和稳定的响应机侧?

热、电负荷指令的变化

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锅炉燃烧过程优化控制方

传统的主蒸汽母管压力控制方式常面临如下问题

锅炉本身容易发生燃烧振

锅炉之间互扰严

锅炉与汽机之间藕合关系复

由于这些难点的困扰，使得蒸汽母管压力难以控制，供热品质很难保证

蒸汽母管压力的波动对供热品质形成极大的威胁，甚至波及到热用户的设

安全运行，所以为了保证机组安全，提高供热品质，运行人员只能频繁手

是劳动强度大，且效果又不是很好调节锅炉负荷以实现稳定蒸汽母管压

针对这一不足，中母管压力控制系统采用如下方法克服传统方MC

的不足

系统内外部扰动的在线区

内扰是指锅炉燃烧率的扰动，其特征是锅炉主汽压力与锅炉主汽流量

向反应，外扰是指汽机电热负荷或邻炉对本炉的扰动，其特征是锅炉主汽

力与锅炉主汽流量反向反应