一种多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统技术方案

本发明专利技术提供一种多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，包括煤质分析模块、智能调控模块、在线监测模块、燃烧模块；煤质分析模块用于对燃煤进行工业分析和元素分析；智能调控模块采用数据采集

【技术实现步骤摘要】
一种多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统


[0001]本专利技术涉及锅炉燃烧领域，具体涉及一种多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统。

技术介绍

[0002]把煤预先磨成很细的煤粉，使其与空气的接触表面积大大增加，可使燃烧强化，而且可以完全实现机械化和自动化，因此，煤粉燃烧成为目前大型燃煤锅炉的主要燃烧方式。采用煤粉燃烧方式的锅炉，燃烧设备主要由炉膛、燃烧器、点火装置等部分组成。其中，燃烧器是最为关键的设备，通常，为实现低氮燃烧并保证充分燃烧，采用分级燃烧方式，煤粉由一次风输送经燃烧器进入炉膛，二次风通过燃烧器的二次风环形风道或二次风口引入炉膛。燃烧器为多层布置，通常每层采用四角切圆的布置方式，以更好的组织燃烧并在炉膛内形成更为合适的温度空间分布。
[0003]燃烧器的燃烧组织对锅炉的稳定、安全与经济性运行至关重要。如果组织不好，则燃烧不稳定，会导致燃烧熄灭，炉膛温度超过上限导致严重结渣，火焰角度偏斜导致水冷壁受热不均等问题，严重影响锅炉的稳定、安全与经济性运行。虽然锅炉一般安装有火检、测温仪等装置，用于监测燃烧器火焰及炉膛温度，但这些只是被动的测量，缺乏对可能出现的燃烧问题的预测及自动调控能力，无法从根本上解决锅炉的不稳定燃烧问题。本方案针对这一技术问题进行解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，此系统以实现锅炉燃烧的稳定、安全与经济性运行为目标，对燃烧器的燃烧进行智能化精准调控，可有效提高燃烧器的智能化控制水平，从根本上解决锅炉不稳定燃烧问题，有效提高锅炉燃烧的稳定与安全性，降低运行成本。
[0005]一种多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，包括煤质分析模块、智能调控模块、在线监测模块、燃烧模块；所述煤质分析模块用于对燃煤进行工业分析和元素分析，包括对水分、灰分、挥发分及C、H、O、N、S元素含量的分析；所述智能调控模块采用数据采集
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模型运算
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策略分析
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自动控制运行模式，通过接收来自煤质分析模块与在线监测模块的数据，利用煤粉燃烧耦合预测与控制模型，给出燃烧器燃烧最为合适的控制策略，实现对燃烧器燃烧关键设备的智能化精准控制；所述在线监测模块用于监测锅炉及煤粉燃烧系统的运行数据，将信息采集、储存并传输给智能调控模块。
[0006]所述煤质分析模块包括工业分析仪、元素分析仪及配套的采样器、研磨机，以实现对煤质成分的全面分析。
[0007]所述智能调控模块采用基于数据驱动的机器学习算法与燃烧基本反应机理进行
建模，基于此，模拟预测并结合策略分析单元获得最佳的调控策略，然后由自动调控单元对一次风机、二次风机及风量调节阀进行精准调控。
[0008]所述策略分析单元的分析逻辑为，若预测结果显示燃烧器火焰形状比正常形状偏小，则调大相应燃烧器的风量；若预测结果显示燃烧器火焰形状比正常形成偏大，则调小相应燃烧器风量。
[0009]所述在线监测模块包括测温仪、火检仪、流量计，以实现对燃煤量、一次风量、二次风量、炉膛温度、煤粉浓度、燃烧器火焰形状参数的监测。
[0010]所述燃烧模块包含炉膛、燃烧器、点火装置以及辅助结构，所述辅助结构包括一次风机、二次风机、一次风流量调节阀、二次风流量调节阀、球磨机、煤粉仓。
[0011]所述智能调控模块在建模过程中，具体步骤如下：（1）首先利用煤质分析及锅炉运行历史数据，采用基于数据驱动的机器学习算法与燃烧基本反应机理进行建模；（2）利用煤质分析及锅炉运行历史数据，建立炉膛温度及分布、一次风量、二次风量、燃煤量、煤粉浓度、煤质参数与燃烧器火焰形状之间相关性的燃烧耦合预测与控制模型。
[0012]所述智能调控模块实现对煤粉燃烧系统的精准调控，需经以下步骤：步骤S101：煤质分析模块将当前煤质分析结果，包括燃煤水分、灰分、挥发分及C、H、O、N、S元素含量，传输至智能调控模块；步骤S102：利用在线监测模块采集锅炉的主要运行参数，包括但不限于燃煤数量、一次风量、二次风量、炉膛温度、煤粉浓度、燃烧器火焰形状参数，并将其传输至智能调控模块；步骤S103：采用智能调控模块里的燃烧耦合预测与控制模型，在当前锅炉运行参数及煤质参数条件下，对各个燃烧器的火焰形状进行预测；步骤S104：基于智能调控模块里的策略分析单元，对预测结果进行分析，然后通过智能调控模块里的自动调控单元对一次风量、二次风量进行调控；步骤S105：利用在线监测模块采集的炉膛温度分布与燃烧器火焰形状，用于对上述预测与调控过程数值的校核或反馈修正。
[0013]本专利技术达成以下显著效果：通过上述多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，能够实现对燃烧器关键运行参数的预测与关键设备的智能化调控，可有效提高燃烧系统的智能化精准控制水平，从根本上解决锅炉不稳定燃烧问题，有效提高锅炉燃烧的稳定与安全性，降低运行成本。
附图说明
[0014]图1为本专利技术燃烧智能化运行调控系统各模块流程示意图。
[0015]图2为燃烧器运行调控示意图。
[0016]其中，附图标记为：1、一次风机；2、二次风机；3、下层燃烧器；4、上层燃烧器；5、风量调节阀；6、炉膛；7、烟气；8、煤粉仓；9、球磨机。
实施方式
[0017]为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
[0018]参见图1
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图2，一种多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，包括煤质分析模块、智能调控模块、在线监测模块、燃烧模块；煤质分析模块用于对燃煤进行工业分析和元素分析，包括对水分、灰分、挥发分及C、H、O、N、S元素含量的分析；智能调控模块采用数据采集
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模型运算
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策略分析
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自动控制运行模式，通过接收来自煤质分析模块与在线监测模块的数据，利用煤粉燃烧耦合预测与控制模型，给出燃烧器燃烧最为合适的控制策略，实现对燃烧器燃烧关键设备的智能化精准控制；在线监测模块用于监测锅炉及煤粉燃烧的运行数据，将信息采集、储存并传输给智能调控模块。
[0019]其中燃烧器具有两个，分别为下层燃烧器3和上层燃烧器4。
[0020]需要说明的是，燃烧耦合预测与控制模型，利用的建模机理与方法同现有技术比较起来是通用的，根据运行参数与目标可很容易建立出来，建模的方式对于本领域技术人员来说很容易实现，在此不再详述；且智能调控模块中模型运算中的模型是基于数据驱动学习算法与基本反应原理建立的。
[0021]煤质分析模块包括工业分析仪、元素分析仪及配套的采样器、研磨机，以实现对煤质成分的全面分析。
[0022]智能调控模块采用基于数据驱动的机器学习算法与燃烧基本反应机理进行建模，基于此，模拟预测并结合策略分析单元获得最佳的调控策略，然后由自动调控单元对一次风机1、二次风机2及风量调节阀5进行精准调控。
[0023]策略分析单元的分析逻辑为，若预测结果显示燃烧器火焰形状比正常形状偏小，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，其特征在于，包括煤质分析模块、智能调控模块、在线监测模块、燃烧模块；所述煤质分析模块用于对燃煤进行工业分析和元素分析，包括对水分、灰分、挥发分及C、H、O、N、S元素含量的分析；所述智能调控模块采用数据采集
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模型运算
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策略分析
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自动控制运行模式，通过接收来自煤质分析模块与在线监测模块的数据，利用煤粉燃烧耦合预测与控制模型，给出燃烧器燃烧最为合适的控制策略，实现对燃烧器燃烧关键设备的智能化精准控制；所述在线监测模块用于监测锅炉及煤粉燃烧系统的运行数据，将信息采集、储存并传输给智能调控模块。2.根据权利要求1所述的多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，其特征在于，所述煤质分析模块包括工业分析仪、元素分析仪及配套的采样器、研磨机，以实现对煤质成分的全面分析。3.根据权利要求1所述的多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，其特征在于，所述智能调控模块采用基于数据驱动的机器学习算法与燃烧基本反应机理进行建模，基于此，模拟预测并结合策略分析单元获得最佳的调控策略，然后由自动调控单元对一次风机、二次风机及风量调节阀进行精准调控。4.根据权利要求3所述的多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，其特征在于，所述策略分析单元的分析逻辑为，若预测结果显示燃烧器火焰形状比正常形状偏小，则调大相应燃烧器的风量；若预测结果显示燃烧器火焰形状比正常形成偏大，则调小相应燃烧器风量。5.根据权利1所述的多参数耦合的燃烧智能化运行调控系统，其特征在于，所述在线监测模块包括测温仪、火检仪、流量计，以实现对燃煤量、一次风量、二次风量、炉膛温...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昔国，张民，王成华，韩涛，郭永斌，姜守义，申为胜，宋清刚，李洪勇，姜肇雨，刘涛，邹清林，孙勇，朱锋，孟锐，
申请(专利权)人：济南智焓节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：