一种燃气锅炉的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及锅炉控制技术领域，具体公开了一种燃气锅炉的控制系统，包括DCS控制单元、优化控制单元、执行优化控制指令的执行元件、实时监测执行元件工作状态的监测单元以及优化控制站，所述优化控制单元与DCS控制单元单独控制执行元件，所述监测单元将监测数据传输给DCS控制单元和优化控制单元，所述优化控制单元包括主汽温度优化控制模块、膛压力控制模块、送风氧量控制模块、燃烧负荷控制模块、机炉协调控制模块；将多处监测信号作为前馈输入，通过自适应PID算法计算出相应的优化控制指令控制锅炉运行状态，以解决现有锅炉控制系统中存在响应滞后导致改变状态不及时技术问题。存在响应滞后导致改变状态不及时技术问题。存在响应滞后导致改变状态不及时技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气锅炉的控制系统


[0001]本专利技术涉及锅炉控制
，具体涉及一种燃气锅炉的控制系统。

技术介绍

[0002]燃气锅炉燃烧富余的高炉煤气和转炉煤气，用于发电，减少煤气发散。现在的锅炉和汽机控制大都是采用DCS控制系统进行控制；确保设备长期稳定可靠运行，提高热电站生产过程的智能化，实现锅炉燃烧及发电机组的精细化调整，减少热电站的自耗电，提高热电站发电效率；确保煤气管网压力稳定，提高其它煤气用户使用煤气的稳定性，同时减少煤气的放散量，使锅炉系统更快捷的调整负荷，更安全、更稳定、更经济的运行。
[0003]现有的DCS控制系统中各个监测点反馈的信号数据经过PID计算后在发出指令去控制相应的执行元件，通过检测结果计算出所需参数并通过执行原件调整参数，在这过程中从监测数据到调整存在一个时间差，不能及时根据变化调整参数。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种燃气锅炉的控制系统，以解决现有锅炉控制系统中响应滞后导致改变状态不及时技术问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供的基础方案为：一种燃气锅炉的控制系统，包括DCS控制单元、优化控制单元、执行优化控制指令的执行元件、实时监测执行元件工作状态的监测单元以及优化控制站，所述优化控制单元与DCS控制单元之间通过OPC/ModBus通讯，所述优化控制单元与优化控制站之间通过以太网通讯，所述优化控制站对优化控制单元进行编程控制，所述优化控制单元与DCS控制单元单独控制执行元件，所述监测单元将监测数据传输给DCS控制单元和优化控制单元，所述优化控制单元包括汽包水位优化控制模块、主汽温度优化控制模块、炉膛压力控制模块、送风氧量控制模块、燃烧负荷控制模块、机炉协调控制模块。
[0006]方案二，此为基础方案的优选，所述汽包水位优化控制模块的过程为根据当前锅炉的负荷通过PID算法计算出汽包水位的优选值，汽包水位的优选值与汽包水位的设定值通过调节器计算其偏差值，对汽包水位的优选值设置监测，实时更新优选值数据，通过调节器实时更新汽包水位优选值与汽包水位设定值的偏差值，汽包水位优选值与汽包水位设定值的偏差值、智能修正后的汽包压力以及主蒸汽流量的数据综合后通过调节器计算处与给水流量优选值的偏差值，再与智能修正后的汽包压力综合计算后给出指令，控制给水流量阀的开度，从而控制给谁流量。
[0007]方案三，此为方案二的优选，所述汽包水位优化控制模块过程还包括汽包水位优选值与汽包水位设定值的偏差值与主蒸汽流量综合后直接发出指令控制给水流量阀的开度。
[0008]方案四，此为基础方案的优选，主汽温度优化控制模块的过程为根据当前锅炉的负荷通过PID算法计算出主汽温度优选值，主汽温度优选值经过DIFF处理后与主汽温度设
定值一起通过主汽温度主调节器做模糊推理，实时更新主调节器的动态参数，主调节器动态参数与过热器出口烟气含氧量的实时数据以及主蒸汽流量综合后作为主调的输出与减温水阀后温度结合，通过主汽温度副调节器与炉膛出口烟气含氧量实时数据与炉膛出口温度综合计算后给出优化控制指令，通过计算出的优化控制指令控制减温水阀门开度。
[0009]通过将主蒸汽流量、过热器出口烟气含氧量、炉膛出口温度、炉膛出口烟气含氧量的实时数据作为前馈，通过PID算法计算出减温水阀门开度的优化控制指令，提前调整减温水阀门的开度，避免蒸汽温度对于减温水阀门调节的指令发生响应滞后，导致减温水阀门没有及时调整阀门开度，实现减温水快速精确的调整，提高减温水调节阀自动投入率。
[0010]方案五，此为基础方案的优选，炉膛压力控制模块的过程为根据当前锅炉的负荷通过PID算法计算出炉膛负压优选值，将炉膛负压优选值与炉膛负压设定值通过调节器计算出二者的偏差值，将锅炉总风量与总燃料量作为前馈综合后与炉膛负压优选值和炉膛负压设定值的偏差值综合后通过PID算法计算出炉膛负压控制指令，控制炉膛送风和煤气阀门的开度，控制炉膛送风量和煤气量。
[0011]方案六，此为基础方案的优选，送风氧量控制模块的过程为，将煤气量的实时数据经过FILT处理后与原数据计算出送风量的需求基准，将主蒸汽流量经过计算后与HMI氧量设定值偏置综合后与经过PID算法计算出氧量优选值综合，通过氧量调节器进行校准并修正后与送风量的需求基准综合，综合后与送风量的设定值偏置综合计算出送风量的需求，将送风量需求与送风量实时测量值对比后由风量调节器计算出优化控制指令控制，控制送风机，将送风量需求作为前馈输入到风量调节器中，调节送风量的大小。
[0012]方案七，此为基础方案的优选，机炉协调控制模块分为锅炉控制和汽机控制；所述锅炉控制的过程为，将主蒸汽压力优选值与主蒸汽压力设定值通过PID算法计算出偏差值，偏差值经过模糊推理后与原偏差值输入到调节器一中计算出相应的数据信号，将锅炉氧量与烟气中CO的含量综合计算后再与智能修正后汽包压力综合计算，将计算出的数据与调节器一中计算出的数据综合计算并与煤气量优选值计算出偏差值，输入到调节器二中计算出此刻各层煤气优化控制指。
[0013]方案八，此为方案七的优选，气机控制过程为，在主汽压力控制模式下，通过改变高调门的开度，维持机前压力在期望的目标值，机前压力的设定值可由运行人员设定；在压力控制方式下，汽机主控根据经过速率限制后的主汽压力设定值与汽机主汽压力偏差，改变汽机主汽高压调速汽门开度，以维持汽机主汽压力等于设定值；在协调控制方式下，汽机主控根据经速率限制后的功率指令叠加 CCS 侧一次调频指令与速率限制后的机组目标负荷指令来改变汽机主汽高压调速汽门开度，以维持机组功率稳定在目标负荷范围。
附图说明
[0014]图1是本专利技术一种燃气锅炉的控制系统的示意图。
[0015]图2为本专利技术一种燃气锅炉的控制系统中汽包水位优化控制模块的示意图。
[0016]图3为本专利技术一种燃气锅炉的控制系统中主汽温度优化控制模块的示意图。
[0017]图4为本专利技术一种燃气锅炉的控制系统中炉膛压力控制模块的示意图。
[0018]图5为本专利技术一种燃气锅炉的控制系统中送风氧量控制模块的示意图。
[0019]图6为本专利技术一种燃气锅炉的控制系统中锅炉控制的示意图。
[0020]图7为本专利技术一种燃气锅炉的控制系统中汽机控制的示意图。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：如图1所示：一种燃气锅炉的控制系统，包括DCS控制单元、根据自适应PID算法以及DCS控制单元提供的实时数据计算出优化控制指令的优化控制单元、执行优化控制指令的执行元件以及实时监测执行元件工作状态的监测单元，优化控制单元将计算出的优化控制指令以及DCS系统给出的实时数据通过以太网的通讯方式传输给优化控制站，通过优化控制站对优化控制单元进行编程控制。
[0022]当优化控制单元投入时，执行元件接收优化控制单元的优化指令；当优化控制单元切除时，执行元件接收指令为DCS控制单元的指令。
[0023]优化控制单元与DCS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气锅炉的控制系统，其特征在于，包括DCS控制单元、优化控制单元、执行优化控制指令的执行元件、实时监测执行元件工作状态的监测单元以及优化控制站，所述优化控制单元与DCS控制单元之间通过OPC/ModBus通讯，所述优化控制单元与优化控制站之间通过以太网通讯，所述优化控制站对优化控制单元进行编程控制，所述优化控制单元与DCS控制单元单独控制执行元件，所述监测单元将监测数据传输给DCS控制单元和优化控制单元，所述优化控制单元包括汽包水位优化控制模块、主汽温度优化控制模块、炉膛压力控制模块、送风氧量控制模块、机炉协调控制模块。2.根据权利要求1所述的燃气锅炉的控制系统，其特征在于，所述汽包水位优化控制模块的过程为根据当前锅炉的负荷通过PID算法计算出汽包水位的优选值，汽包水位的优选值与汽包水位的设定值通过调节器计算其偏差值，对汽包水位的优选值设置监测，实时更新优选值数据，通过调节器实时更新汽包水位优选值与汽包水位设定值的偏差值。3.根据权利要求2所述的燃气锅炉的控制系统，其特征在于，所述汽包水位优化控制模块过程还包括汽包水位优选值与汽包水位设定值的偏差值与主蒸汽流量综合后直接发出指令控制给水流量阀的开度。4.根据权利要求1所述的燃气锅炉的控制系统，其特征在于，主汽温度优化控制模块的过程为根据当前锅炉的负荷通过PID算法计算出主汽温度优选值，主汽温度优选值经过DIFF处理后与主汽温度设定值一起通过主汽温度主调节器做模糊推理，实时更新主调节器的动态参数，主调节器动态参数与过热器出口烟气含氧量的实时数据以及主蒸汽流量综合后作为主调的输出与减温水阀后温度结合，通过主汽温度副调节器与炉膛出口烟气含氧量实时数据与炉膛出口温度综合计算后给出优化控制指令，通过计算出的优化控制指令控制减温水阀门开度。5.根据权利要求1所述的燃气锅炉的控制系统，其特征在于，炉膛压力控制模块的过程为根据当前锅炉的负荷通过PID算法计算出炉膛负压优选值，将炉膛负压优选值与炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树风，冯悟，周建军，王国玲，王文斌，
申请(专利权)人：新疆宝信智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：