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基于神经网络技术的锅炉燃烧优化系统适用于各种容量的燃煤机组,以常见的300MW四角切圆燃煤锅炉为例,我们提供机组燃烧系统性能全面优化的解决方案。一个典型的Power
Perfecter系统构建分为以下几步:
一、优化目标及基本思路确立:
对于300MW四角切圆锅炉,通常有以下这些优化的目标:
a、锅炉效率
Power Perfecte系统的重要的优化目标是锅炉的燃烧效率,主要手段是通过对炉膛风量、粉量的综合控制降低排烟损失和不完全燃烧热损失,根据Power
Perfecter系统在国内外大量的应用经验,对一台300MW机组至少可以提升其锅炉效率0.5%。
b、氮氧化物(NOx)
氮氧化物(NOx)是火电厂锅炉排放入大气的主要污染性气体之一,国家已经开始采取严格的排放和收费标准来控制NOx的排放。降低NOx排放量可以给电厂带来显著的经济效益和环保效益。通过对各层二次风及过燃风的精确调整,Power
Perfecter系统可以显著降低机组NOx排放量,对于300MW机组,至少可降低10%-30%。
c、再热器、过热器管壁温度
锅炉加热段部分管壁温度经常超温,这无疑降低了管壁的防护能力、减少了管路寿命。Power Perfecter系统通过对二次风、烟气挡板、减温水的调节,可以减少相关管壁的超温次数以及程度。
d、辅机功耗
该优化目标是一次风机、送引风机、磨煤机的功耗。Power Perfecter通过对风量、粉量的调节,在不影响机组正常运行的前提下,尽量降低这些大功率辅机的耗电。
e、磨煤机优化
Power Perfecter通过对一次风管的煤粉浓度、速度、粉量以及磨煤机、给煤机相关参数的监测和调节,可以对目前磨煤机的控制参数进行进一步优化,帮助机组寻找到最佳的风压、煤量等参数。
f、脱硫系统优化
这个优化目标针对的是以后的脱硫系统(湿法)。Power Perfecter以SO2含量、石膏纯度等参数作为优化目标,对石灰浆PH值
、水泵参数、空气供应等进行调节,从而达到整个脱硫系统的经济效益最大化。
二、系统通讯解决方案
Power Perfecter系统在现有控制系统上加入控制调整,和DCS系统进行双向通讯,系统的结构如下图所示:
左图是某电厂通讯结构示意图,系统主机利用专用接口软、硬件与DCS连接。Power Perfecter系统本身内置各种标准通讯接口协议,能与国内绝大多数DCS系统轻松实现双向通讯。
三、控制逻辑修改
Power Perfecter系统能够利用DCS实现闭环控制,是通过对DCS中某些控制回路逻辑进行小幅度的修改而达到。修改的原则是将这个回路中调节变量的偏置值(或设定值)输入权力开放给Power
Perfecter系统(但是并不改变原有DCS逻辑)。
右图: 氧量回路逻辑修改示意图(部分)
以某电厂氧量控制回路为例,图中MV_O2_BIAS_FP就是在原有逻辑中新增加的一个变量标签,当该回路投用时,氧量的偏置值将直接由MV_O2_BIAS_FP决定,而取代了原先的手动输入。MV_O2_BIAS_FP这个变量则由Power
Perfecter系统自动运算、输出。
| 四、试验并建模
系统实施过程中,需要在锅炉稳态和动态条件下做若干试验,以收集相关的机组信息,提供给神经网络模型进行训练,从而得到反应机组燃烧特性的锅炉多变量、非线性动力学模型。 |
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| 五、模型应用及调试
将建好的锅炉燃烧模型应用于预测控制中,并进行适当的调试,使系统使用的效果达到预期。
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