适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构，包括用于烟道余热回收的烟道换热器，所述烟道换热器的冷源入口连接有换热器冷源输入管道，第一、第二冷源输入管道均接入所述换热器冷源输入管道，冷源母线上依次设有第一低温加热器和第二低温加热器，各冷源输入管道和换热器进出口烟道上设置温度、流量、酸露点数据采集装置，通过通信线缆将采集的相应数据接入DCS系统的DCS机柜。本实用新型专利技术为烟气余热回收的前馈神经网络控制系统提供了硬件基础，能够采集控制所需的实测数据，根据控制系统的控制调节开度调节冷源流量，进而实现控制目标。

【技术实现步骤摘要】
适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构
本技术涉及一种适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构。
技术介绍
当前，一些锅炉尾部烟气在除尘器之前存在温度过高的运行工况，造成能源的极大浪费，排烟温度过高直接导致烟气量增加，烟气流速增加，除尘效率降低，除尘能耗增加，也会导致脱硫系统工艺水消耗增加，因此，需利用烟气余热回收装置降低除尘器入口的烟气温度。虽然，烟气余热回收装置在节能上正在发挥着独特的作用，但它也存在烟道换热器冷端腐蚀的风险。众所周知，烟气的酸露点是一个变化量，不是一个常量，煤质变化和锅炉负荷变化都是导致烟气酸露点发生变化的主要因素，目前应用的烟气余热回收装置基本都没有配置酸露点在线检测装置，通常只是估算一个酸露点，然后根据估算的酸露点确定余热回收装置的冷源入口温度，这样有可能出现烟道换热器冷源入口的冷源温度低于烟气实际酸露点的运行工况，直接导致烟道换热器低温端出现严重的金属腐蚀，甚至出现换热管爆裂的严重事故。虽然，人们通过提高烟道换热器入口的冷源温度和优化烟道换热器结构以及材料，但是这种方式的成本较大，影响实际应用，无法真正解决换热管低温腐蚀的难题。除了存在低温腐蚀，现有烟气余热回收装置还存在烟气出口温度控制效果较差的问题，导致出口烟温变化幅度较大，直接影响除尘系统和脱硫系统的高效、稳定运行。目前普遍采用的烟气出口温度控制方式依然基于传统的PID控制算法，根据实测烟气出口温度与给定烟气出口温度的偏差，通过PID控制器计算出控制量来控制冷源调节阀的开度。由于烟温控制系统使用的反馈量检测设备、执行设备都是大惯量、迟滞对象，因此，整个控制系统的特性就是大惯量、大滞后的，所以采用传统的PID控制算法控制烟气出口温度从原理上分析就不是很合理。虽然在锅炉烟道尾端安装烟气余热回收装置降低了排烟温度，实现了节能减排的功效，但由于控制系统设计不合理引起的烟道换热器冷端腐蚀严重和排烟温度变化幅度大等问题没能解决，已经影响到烟气余热回收装置在工业节能减排上的应用。另一方面，前馈神经网络控制技术的发展为取代传统PID控制系统提供了基础，相对于传统PID控制系统的大惯量和大滞后特性，前馈神经网路控制系统可以有效改善控制品质，降低输出温度的超调量，缩短温度达到稳态的时间，减小输出温度的变化幅度，解决换热器管壁冷端低温腐蚀的难题，稳定换热器烟气出口温度，在现有技术背景下，控制精度可达到±1℃，远高于传统PID控制±5℃的控制精度，保证了除尘系统和脱硫系统的高效运行所需的换热器出口烟气温度，但要适应于前馈神经网络控制系统，需要采集不同的数据，对硬件架构进行改进并选择适宜的相关装置。
技术实现思路
为适应于前馈神经网路控制对硬件架构的要求，本技术对相关硬件架构进行合理设置，这种硬件架构能够适应于前馈申请网络控制方式，采集到前馈神经网络控制系统所需的实测数据，执行前馈神经网络控制系统的控制指令，为实现控制目标提供相应的硬件基础。本技术的技术方案是：一种适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构，包括用于烟道余热回收的烟道换热器，还包括第一冷源输入管道和第二冷源输入管道，所述烟道换热器设有烟气入口和烟气出口，还设有冷源入口和冷源出口，所述烟道换热器的冷源入口连接有换热器冷源输入管道，所述第一、第二冷源输入管道均接入所述换热器冷源输入管道，所述第一冷源输入管道上设有第一冷源输入管道电动调节阀（电动调节阀A）、第一冷源输入管道温度传感器（温度传感器A）和第一冷源输入管道流量计（流量计A），所述第二冷源输入管道上设有第二冷源输入管道电动调节阀（电动调节阀B）、第二冷源输入管道温度传感器（温度传感器B）和第二冷源输入管道流量计（流量计B），所述换热器冷源输入管道上设有换热器冷源输入管道温度传感器（温度传感器D），所述烟道换热器的烟气入口管道设有换热器烟气入口酸露点在线分析仪，所述第一冷源输入管道温度传感器用于采集第一冷源输入管道的实时冷源温度T1，所述第二冷源输入管道温度传感器用于采集第二冷源输入管道的实时冷源温度T2，所述第一冷源输入管道流量计用于采集第一冷源输入管道的实时冷源流量Q1，所述第二冷源输入管道流量计用于采集第二冷源输入管道的实时冷源流量Q2，所述第一冷源输入管道电动调节阀用于第一冷源输入管道的冷源流量调节，开度为K1，所述第二冷源输入管道电动调节阀用于第二冷源输入管道的流量控制，开度为K2，所述换热器冷源输入管道温度传感器用于采集换热器冷源输入管道的实时冷源温度Tr，所述换热器烟气入口酸露点在线分析仪用于采集涉及换热器烟气入口的实时烟气酸露点的相关信息并生成实时烟气酸露点Ta，所述第一冷源输入管道温度传感器、第二冷源输入管道温度传感器、第一冷源输入管道流量计、第二冷源输入管道流量计、第一冷源输入管道电动调节阀、第二冷源输入管道电动调节阀、换热器冷源输入管道温度传感器和换热器烟气入口酸露点在线分析仪的信号输出通过线缆接入DCS系统的DCS机柜，所述DCS机柜的相应调节阀控制信号输出通过线缆接入所述第一冷源输入管道电动调节阀和第二冷源输入管道电动调节阀的控制端，所述DCS机柜与DCS系统的工业交换机通信连接，所述工业交换机与DCS系统的工程师站和操作员站通信连接。进一步地，所述烟道换热器的烟气入口管道还可以设有换热器烟气入口烟气流量在线分析仪和换热器烟气入口温度传感器（温度传感器F），所述烟道换热器的出口管道设有换热器烟气出口温度传感器（温度传感器H），所述换热器冷源输入管道上设有换热器冷源输入管道流量计（流量计C）和换热器冷源输入管道电动调节阀（电动调节阀C），所述烟道换热器的冷端表面设有换热器冷端壁温温度传感器（温度传感器G），所述换热器烟气入口烟气流量在线分析仪用于采集换热器烟气入口的实时烟气流量Q，所述换热器冷源输入管道流量计用于采集换热器冷源输入管道的实时冷源流量Qi，所述换热器烟气入口温度传感器用于采集换热器烟气入口的实时烟气温度Ti，所述换热器冷端壁温温度传感器用于采集换热器冷端的实时壁温Tb，所述换热器冷源输入管道电动调节阀用于换热器冷源输入管道的流量控制，开度为K，所述换热器烟气出口温度传感器用于采集换热器烟气出口的实时烟气温度To，所述换热器烟气入口烟气流量在线分析仪、换热器冷源输入管道流量计、换热器烟气入口温度传感器、换热器冷端壁温温度传感器、换热器冷源输入管道电动调节阀和换热器烟气出口温度传感器的信号输出通过线缆接入所述DCS机柜，所述DCS机柜的相应调节阀控制信号输出通过线缆接入所述换热器冷源输入管道电动调节阀的控制端。优选地，各所述温度传感器均采用以热电阻为温度感应元件的温度传感器，所述热电阻优选A级WZP型铂热电阻。优选地，各所述热电阻均采用双支型热电阻，以形成数据采集的冗余配置。优选地，所述温度传感器设有对其热电阻进行定期吹扫的吹扫管，以吹脱热电阻表面的积灰，保证不因表面积灰对相应温度检测产生实质影响。优选地，所述换热器烟气入口温度传感器的数量为3个，各所述换热器烟气入口温度传感器的热电阻分别布置在入口烟道同一断面上的高烟温区域、中烟温区域和低烟温区域，，由此可以以各所述换热器烟气入口温度传感器采集的实时烟气温度的平均值作为换热器烟气入口的实时烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构，包括用于烟道余热回收的烟道换热器，所述烟道换热器设有烟气入口和烟气出口，还设有冷源入口和冷源出口，所述烟道换热器的冷源入口连接有换热器冷源输入管道，其特征在于还包括第一冷源输入管道和第二冷源输入管道，所述第一、第二冷源输入管道均接入所述换热器冷源输入管道，所述第一冷源输入管道上设有第一冷源输入管道电动调节阀、第一冷源输入管道温度传感器和第一冷源输入管道流量计，所述第二冷源输入管道上设有第二冷源输入管道电动调节阀、第二冷源输入管道温度传感器和第二冷源输入管道流量计，所述换热器冷源输入管道上设有换热器冷源输入管道温度传感器，所述烟道换热器的烟气入口管道设有换热器烟气入口酸露点在线分析仪，所述第一冷源输入管道温度传感器用于采集第一冷源输入管道的实时冷源温度T1，所述第二冷源输入管道温度传感器用于采集第二冷源输入管道的实时冷源温度T2，所述第一冷源输入管道流量计用于采集第一冷源输入管道的实时冷源流量Q1，所述第二冷源输入管道流量计用于采集第二冷源输入管道的实时冷源流量Q2，所述第一冷源输入管道电动调节阀用于第一冷源输入管道的冷源流量调节，开度为K1，所述第二冷源输入管道电动调节阀用于第二冷源输入管道的流量控制，开度为K2，所述换热器冷源输入管道温度传感器用于采集换热器冷源输入管道的实时冷源温度Tr，所述换热器烟气入口酸露点在线分析仪用于采集涉及换热器烟气入口的实时烟气酸露点的相关信息并生成实时烟气酸露点Ta，所述第一冷源输入管道温度传感器、第二冷源输入管道温度传感器、第一冷源输入管道流量计、第二冷源输入管道流量计、第一冷源输入管道电动调节阀、第二冷源输入管道电动调节阀、换热器冷源输入管道温度传感器和换热器烟气入口酸露点在线分析仪的信号输出通过线缆接入DCS系统的DCS机柜，所述DCS机柜的相应调节阀控制信号输出通过线缆接入所述第一冷源输入管道电动调节阀和第二冷源输入管道电动调节阀的控制端。...

【技术特征摘要】
1.一种适于烟气余热回收的前馈神经网络控制系统的硬件架构，包括用于烟道余热回收的烟道换热器，所述烟道换热器设有烟气入口和烟气出口，还设有冷源入口和冷源出口，所述烟道换热器的冷源入口连接有换热器冷源输入管道，其特征在于还包括第一冷源输入管道和第二冷源输入管道，所述第一、第二冷源输入管道均接入所述换热器冷源输入管道，所述第一冷源输入管道上设有第一冷源输入管道电动调节阀、第一冷源输入管道温度传感器和第一冷源输入管道流量计，所述第二冷源输入管道上设有第二冷源输入管道电动调节阀、第二冷源输入管道温度传感器和第二冷源输入管道流量计，所述换热器冷源输入管道上设有换热器冷源输入管道温度传感器，所述烟道换热器的烟气入口管道设有换热器烟气入口酸露点在线分析仪，所述第一冷源输入管道温度传感器用于采集第一冷源输入管道的实时冷源温度T1，所述第二冷源输入管道温度传感器用于采集第二冷源输入管道的实时冷源温度T2，所述第一冷源输入管道流量计用于采集第一冷源输入管道的实时冷源流量Q1，所述第二冷源输入管道流量计用于采集第二冷源输入管道的实时冷源流量Q2，所述第一冷源输入管道电动调节阀用于第一冷源输入管道的冷源流量调节，开度为K1，所述第二冷源输入管道电动调节阀用于第二冷源输入管道的流量控制，开度为K2，所述换热器冷源输入管道温度传感器用于采集换热器冷源输入管道的实时冷源温度Tr，所述换热器烟气入口酸露点在线分析仪用于采集涉及换热器烟气入口的实时烟气酸露点的相关信息并生成实时烟气酸露点Ta，所述第一冷源输入管道温度传感器、第二冷源输入管道温度传感器、第一冷源输入管道流量计、第二冷源输入管道流量计、第一冷源输入管道电动调节阀、第二冷源输入管道电动调节阀、换热器冷源输入管道温度传感器和换热器烟气入口酸露点在线分析仪的信号输出通过线缆接入DCS系统的DCS机柜，所述DCS机柜的相应调节阀控制信号输出通过线缆接入所述第一冷源输入管道电动调节阀和第二冷源输入管道电动调节阀的控制端。2.如权利要求1所述的硬件架构，其特征在于所述DCS机柜与DCS系统的工业交换机通信连接，所述工业交换机与DCS系统的工程师站和操作员站通信连接。3.如权利要求2所述的硬件架构，其特征在于所述烟道换热器的烟气入口管道还设有换热器烟气入口烟气流量在线分析仪和换热器烟气入口温度传感器，所述烟道换热器的出口管道设有换热器烟气出口温度传感器，所述换热器冷源输入管道上设有换热器冷源输入管道流量计和换热器冷源输入管道电动调节阀，所述烟道换热器的冷端表面设有换热器冷端壁温温度传感器，所述换热器烟气入口烟气流量在线分析仪用于采集换热器烟气入口的实时烟气流量Q，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄向阳，吕宁，曾浩，姚乃浩，孙淮林，
申请(专利权)人：北京中电联节能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11