基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法技术

一种基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法，解决现有多台锅炉配合运行的模式，锅炉之间缺乏有效的富余煤气分配及调度系统，导致锅炉燃耗高，锅炉机组运行效率低，富余煤气发电经济性差的问题。该方法通过对钢厂富余煤气进行基于启发式规则的预测，然后针对预测结果，采用精确控制的自适应整流滤波，基于富余煤气“平稳带‑梯状域‑锯齿形调度思想”的高效利用，来有效避免锅炉群被动接受频繁变化的富余煤气。该基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法能够解决富余煤气压力频繁、剧烈波动对发电机组的严重影响，实现锅炉群之间的协同运行以及煤气的高效利用，提高锅炉运行效率和机组发电量，降低发电燃耗。

【技术实现步骤摘要】
基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法
本专利技术属于工业人工智能
，具体涉及一种能够解决富余煤气压力频繁、剧烈波动对发电机组的严重影响，可实现锅炉群之间的协同运行和煤气的高效利用，有效提高锅炉运行效率和机组发电量，降低发电燃耗的基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法。
技术介绍
钢铁企业由于各类煤气产生端及煤气消耗端均存在不可避免的周期性生产现象，如高炉热风炉燃烧期与送风期、转炉冶炼周期、轧钢加热炉不同排产计划等工艺过程的影响，导致煤气产生及煤气消耗过程波动频繁且剧烈，管网系统中煤气流波动严重，直接影响煤气资源调度过程及消耗用户群的利用效果。经过各用户使用后，剩余的煤气资源为富余煤气；并且，富余煤气主要用在锅炉发电机组进行发电。由于钢厂事故状态会导致煤气流量波动大，富余煤气在缓冲系统利用率低的现象，所以浪费了煤气所蕴含的巨大热量。自备电厂富余煤气的利用设备为燃气锅炉，目前多台锅炉之间配合运行是钢厂普遍采用的模式，但缺乏有效的富余煤气分配及调度系统，导致锅炉燃耗高，锅炉机组运行效率低，富余煤气发电经济性差。同时，由于富余煤气资源一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一、生产工况的界定；将保持煤气系统生产设备对应的煤气单产或单耗基准值在允许范围内平稳变化的生产工况，定义为正常生产工况；否则，为非正常生产工况；/n步骤二、生产工况的标定预测；当某台设备处于正常生产工况时，针对若干时段的产品产量和煤气量，统计不同时段的煤气单产或煤气单耗；选取(或测试)各时刻对应的不变值、经常值或统计平均值，作为该设备在正常生产工况下单位煤气产生量或消耗量的基准值，标定该设备的单位煤气产生量(单产)或单位煤气消耗量(单耗)；当某台设备处于非正常生产工况时，分析导致该设备不能正常生产的原因、“事件”...

【技术特征摘要】
1.一种基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、生产工况的界定；将保持煤气系统生产设备对应的煤气单产或单耗基准值在允许范围内平稳变化的生产工况，定义为正常生产工况；否则，为非正常生产工况；
步骤二、生产工况的标定预测；当某台设备处于正常生产工况时，针对若干时段的产品产量和煤气量，统计不同时段的煤气单产或煤气单耗；选取(或测试)各时刻对应的不变值、经常值或统计平均值，作为该设备在正常生产工况下单位煤气产生量或消耗量的基准值，标定该设备的单位煤气产生量(单产)或单位煤气消耗量(单耗)；当某台设备处于非正常生产工况时，分析导致该设备不能正常生产的原因、“事件”的来源及其表述；标定特定时刻“事件”触发时，该设备的产品产量以及煤气产生量和消耗量随时间的变化过程，以及非正常生产工况持续的时间；选取其中代表性的生产数据或相互关联式，作为指定“事件”在非正常生产工况下煤气产生量或消耗量的修正值；并将钢铁企业煤气产耗量预测启发式规则储存至数据库，供模型计算时使用；
步骤三、采用指数平滑法预测各工序正常生产工况的预测模型；首先，依据钢厂各工序生产工艺特点，进行工序分类，然后，再针对各类煤气用户建立不同的模型；
步骤四、富余煤气预测过程；首先读取钢铁企业各工序、设备和装置的生产计划及检修计划，确定物质流变化情况；并根据生产工况将煤气系统设备群分为“正常生产工况设备集合”和“非正常生产工况设备集合”，分别采用标定预测和指数平滑法进行预测，煤气产耗总量预测值等于这两种方法预测结果之和；
步骤五、煤气缓冲系统的整流滤波；钢铁企业煤气缓冲系统由发电系统的锅炉群和各类煤气柜构成，从煤气系统整体角度考虑，煤气缓冲系统需要配合煤气消耗系统运行；当煤气消耗系统的煤气资源供应不足时，首先启用煤气柜进行调节，如果煤气柜调节能力不够，为稳定生产可降低或停止对锅炉的煤气供应，补偿煤气系统缺少的煤气量，以保证钢铁企业各主要生产工序的稳定运行；
步骤六、自适应整流滤波；依据煤气量的波动范围，将富余煤气的波动区域分为“平稳带”、“梯状域”及“锯齿形”三部分：占比最大的“平稳带”富余煤气部分，煤气量平稳，可稳定供应多数锅炉运行；“梯状域”将富余煤气波动幅度之大趋势进行分离，该部分煤气量存在波动，但趋势相对平稳，通过明确设置缓冲锅炉进行相对稳定运行；“锯齿形”波动富余煤气部分，则具有波动频繁、量小、短时间的波动，煤气柜可以实现稳定“锯齿形”波动煤气流作用；并且，经过小型气柜滤波的煤气不再回到煤气循环管网中，而直接连接燃气锅炉，供发电使用；锅炉作为煤气的缓冲用户，具有“溢洪道”功能，用其消纳那部分时涨时落的煤气流；
步骤七、基于精确控制的煤气分配；先将“平稳带”煤气分配给最稳定的几座锅炉，然后将“梯状域”的煤气分配给次稳定的锅炉，再将“锯齿形”煤气分配给最不稳定的锅炉，从而在最大程度上保证煤气的利用效率和锅炉发电效率；锅炉群的定位规则与精确控制系统下的煤气分配原则相对应，当每台燃气锅炉接纳的富余煤气温度、压力、流量等参数超过本台锅炉定位规则时，当前的燃气锅炉会出现报警和反馈，并将反馈结果传给上游的煤气分配精确控制系统，这样精确控制系统可以重新对煤气进行分配。


2.根据权利要求1所述的基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法，其特征在于：所述步骤二，建立相应的规则保存至数据库，共分为三个层次；数据库中第一层次为设备生产状态规则，分别为规则一“正常生产工况”和规则二“非正常生产工况”；数据库中第二层次为产气设备和耗气设备分类规则，分别为规则一“煤气产生设备”和规则二“煤气消耗设备”；第三层次为设备层面对应的单产(单耗)或者煤气量随生产率及“事件”的变化情况。


3.根据权利要求2所述的基于精准控制技术的燃气锅炉协同运行方法，其特征在于：所述第三层次建立的规则，按照工序顺序分为：烧结工序标定设备为烧结机，“事件”类型分为改变燃气种类和固体燃料影响烧结机燃耗；燃气种类分别为高炉煤气、焦炉煤气及混合煤气，固体燃料分为煤粉燃料和焦粉燃料；
焦化工序标定设备为焦炉，“事件”类型分为更换燃料种类和增减结焦时间；燃料种类分为高炉煤气和焦炉煤气，增减结焦时间分为低于正常结焦时间和大于正常结焦时间；
炼铁工序标定设备为高炉和热风炉，其中，高炉“事件”类型为高炉休风、减风和复风过程；热风炉“事件”类型为增减热风炉温度，调整燃烧、换炉和送风的时间；
轧钢工序标定设备为加热炉，对应“事件”类型为热装温度、热装率、待轧、空烧保温热负荷及长时间停炉。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨靖辉，张朋刚，耿胜松，
申请(专利权)人：南京罕华流体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32