【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锅炉燃烧，尤其涉及基于高稳定性的cfb锅炉燃烧控制系统及方法。
技术介绍
1、在现代工业高速发展的浪潮中，随着能源需求的不断增长与环境保护意识的日益增强，寻找高效且环保的能源利用方式成为工业界面临的重大课题；循环流化床(cfb)锅炉，凭借其独特的燃烧机制和广泛的燃料适应性，如能够燃烧多种低质煤、生物质等，有效降低了对优质燃料的依赖，同时减少了污染物排放，因此在电力生产、化学加工、金属冶炼等多个关键工业领域得到了广泛推广和应用；
2、然而，尽管cfb锅炉在理论和实践中展现出诸多优势，但其复杂的燃烧过程却成为进一步提升性能的一大挑战；cfb锅炉的燃烧过程是一个高度动态、非线性的系统，其中包含了温度、压力、流量、化学成分等多个相互交织、相互影响的关键参数；这些参数之间的复杂关系，使得传统基于固定控制策略和参数设置的燃烧控制系统难以有效应对实际运行中多变的工况条件和燃料特性的变化；
3、具体而言，当cfb锅炉面临负荷波动、燃料种类变化或燃烧室内部环境调整时，传统的控制系统往往无法迅速且准确地作出响应，导致燃烧过程偏离最优状态；这不仅会造成燃烧效率低下，增加能源消耗，还会促使氮氧化物(nox)、二氧化硫(so2)以及颗粒物等污染物的生成和排放，对环境造成不利影响；
4、此外，由于cfb锅炉的燃烧过程涉及高温高压环境，任何微小的控制偏差都可能引发严重的安全问题，如熄火、爆燃等，严重威胁到设备和人员的安全；因此，提高cfb锅炉燃烧控制系统的稳定性和可靠性，确保其在各种工况下都能保持高效、稳定、
技术实现思路
1、本专利技术提供基于高稳定性的cfb锅炉燃烧控制系统，旨在解决cfb锅炉燃烧控制系统的缺点是其复杂性和动态性导致传统固定控制策略难以适应多变的工况和燃料特性，影响燃烧效率，增加污染物排放，并可能引发安全问题，如熄火或爆燃，降低系统稳定性和可靠性的问题。
2、本专利技术是这样实现的，基于高稳定性的cfb锅炉燃烧控制系统，包括加热锅炉、燃烧控制单元、燃烧优化单元，所述加热锅炉、燃烧控制单元及燃烧优化单元之间为电性连接；所述燃烧控制单元包括底料预热模块、点火控制模块、投煤与着火控制模块；所述燃烧优化单元包括燃烧调整与稳定模块、燃烧过渡与完全燃烧控制模块、燃烧结束与清理模块及故障诊断技术；其中，所述底料预热模块通过无辨识自适应预估控制器与加热锅炉相连，所述自适应预估控制器利用先进的算法对系统进行实时预估和校正，自动整定控制参数，无需人工干预即可适应操作条件和工况的变化，提高系统的稳定性和响应速度；所述底料预热模块还包括：设置在所述加热锅炉内腔底部位置的底料，所述底料为床料、砂子、石灰石中的任意一种；所述底料预热模块用于提升底料的温度和活性，以降低点火时的能量损耗，加速煤的着火过程，并为后续的燃烧提供一个稳定且良好的初始条件。
3、优选地，所述点火控制模块根据加热锅炉的具体类型和所使用的燃料种类，选择合适的点火方式；点火控制模块需要精确控制点火时间和点火能量，以确保点火成功并避免安全事故；
4、①.对于使用固体燃料的加热锅炉，采用木炭点火法，首先指令点燃木炭，并将其推入炉膛，随后，无辨识自适应预估控制器会监测木炭的燃烧状态，待其燃烧旺盛且稳定后，再投入引子煤，以进一步引发和维持炉膛内的燃烧，从而成功启炉；
5、②.对于使用液体或气体燃料的加热锅炉，点火控制模块则会采用油枪或气枪进行点火，在此过程中，无辨识自适应预估控制器会精确控制油枪或气枪的喷射量、喷射时机以及点火能量的输出，以确保燃料与点火源之间的有效接触和迅速燃烧。
6、优选地，所述投煤与着火控制模块负责全程监控煤的着火状态，所述投煤与着火控制模块采用脉动给煤方式，该给煤方式可以有效控制给煤速率，避免给煤过快导致的床温急剧上升或给煤过慢导致的燃烧不稳定，同时，所述投煤与着火控制模块还实时监控床温和氧量变化，通过调整给煤量和风量来确保煤能够正常着火并维持稳定燃烧。
7、优选地，所述燃烧调整与稳定模块根据加热锅炉床温、氧量、风煤比关键参数的实时变化，自动调整给煤量、风量和风门开度控制参数，所述燃烧调整与稳定模块能够保持燃烧过程的稳定性和经济性，同时减少污染物的排放，在床温过高时减少给煤量或增加风量以降低床温；在氧量不足时增加风量以提高燃烧效率。
8、优选地，所述燃烧过渡与完全燃烧控制模块用于调整给煤量和风量等参数，以确保煤能够完全燃烧并释放出最大的热量，所述燃烧过渡与完全燃烧控制模块通过优化燃烧过程，提高燃烧效率并减少未燃尽损失。
9、优选地，所述燃烧结束与清理模块负责逐渐停止给煤和风量等参数，使锅炉逐渐冷却并停止燃烧，对锅炉内部进行清理和维护工作，清理工作包括清除灰渣、检查燃烧器等部件的磨损情况等，以确保锅炉的长期稳定运行。
10、优选地，所述故障诊断技术包括工艺故障诊断和仪表故障诊断两部分，所述故障诊断技术利用模糊数学对cfb锅炉的实时工况进行量化描述和在线自适应诊断，通过构建模糊故障诊断模型并实时调优风煤比、粒子浓度及氧含量等参数，提高系统的安全性和可靠性，为维修人员提供准确的故障信息和维修指导。
11、本专利技术还提供了基于高稳定性的cfb锅炉燃烧方法，包括：
12、底料预热与智能启动：首先进入底料预热阶段；利用无辨识自适应预估控制器，对锅炉内底料的预热过程进行实时预估和自动校正，此阶段通过提升底料温度和活性，不仅降低了点火时的能量损耗，还加速了煤的着火过程，为后续的稳定燃烧奠定了坚实基础；
13、精细投煤与着火控制：随着底料预热至适当温度，点燃底料上的煤或其他燃料，正式开始燃烧过程；投煤与着火控制模块采用脉动给煤方式，并实时监控煤的着火状态、床温和氧量变化，通过动态调整给煤量和风量，确保燃烧过程既不过于剧烈也不过于微弱，维持了稳定且高效的燃烧状态；
14、燃烧调整与稳定性优化：燃烧调整与稳定模块实时监测加热锅炉的关键参数，并据此自动调整给煤量、风量和风门开度，实现燃烧过程的精细化和智能化控制；通过动态调整策略，该模块不仅提升了燃烧过程的稳定性和经济性，还显著降低了污染物的排放，保护了环境；
15、燃烧过渡与完全燃烧控制：为了确保煤在燃烧过程中能够完全燃烧，燃烧过渡与完全燃烧控制模块进一步精细调整给煤量和风量等参数；这一步骤最大化地释放了煤的热量，减少了能源的浪费和未燃尽损失，同时降低了污染物排放；
16、燃烧结束与清理维护：当燃烧过程结束时，燃烧结束与清理模块有序地停止给煤和风量，并执行彻底的清理和维护工作；通过清除灰渣和检查部件磨损情况，该模块有效预防了因积灰或磨损导致的性能下降和故障风险，从而延长了锅炉的使用寿命并提升了整体运行效率。
17、与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
18、其一：本专利技术从底料预热阶段开始，通过无辨识自适应预估控制器的精确调控，实现了底料温度和活性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于高稳定性的CFB锅炉燃烧控制系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于高稳定性的CFB锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述点火控制模块根据加热锅炉的具体类型和所使用的燃料种类，选择合适的点火方式；点火控制模块需要精确控制点火时间和点火能量，以确保点火成功并避免安全事故；
3.如权利要求1所述的基于高稳定性的CFB锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述投煤与着火控制模块负责全程监控煤的着火状态，所述投煤与着火控制模块采用脉动给煤方式，该给煤方式可以有效控制给煤速率，避免给煤过快导致的床温急剧上升或给煤过慢导致的燃烧不稳定，同时，所述投煤与着火控制模块还实时监控床温和氧量变化，通过调整给煤量和风量来确保煤能够正常着火并维持稳定燃烧。
4.如权利要求1所述的基于高稳定性的CFB锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述燃烧调整与稳定模块根据加热锅炉床温、氧量、风煤比关键参数的实时变化，自动调整给煤量、风量和风门开度控制参数，所述燃烧调整与稳定模块能够保持燃烧过程的稳定性和经济性，同时减少污染物的排放，在床温过高时减少给煤量或增加风量以降低床温；在
5.如权利要求1所述的基于高稳定性的CFB锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述燃烧过渡与完全燃烧控制模块用于调整给煤量和风量等参数，以确保煤能够完全燃烧并释放出最大的热量，所述燃烧过渡与完全燃烧控制模块通过优化燃烧过程，提高燃烧效率并减少未燃尽损失。
6.如权利要求1所述的基于高稳定性的CFB锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述燃烧结束与清理模块负责逐渐停止给煤和风量等参数，使锅炉逐渐冷却并停止燃烧，对锅炉内部进行清理和维护工作，清理工作包括清除灰渣、检查燃烧器等部件的磨损情况等，以确保锅炉的长期稳定运行。
7.如权利要求1所述的基于高稳定性的CFB锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述故障诊断技术包括工艺故障诊断和仪表故障诊断两部分，所述故障诊断技术利用模糊数学对CFB锅炉的实时工况进行量化描述和在线自适应诊断，通过构建模糊故障诊断模型并实时调优风煤比、粒子浓度及氧含量等参数，提高系统的安全性和可靠性，为维修人员提供准确的故障信息和维修指导。
8.基于高稳定性的CFB锅炉燃烧方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.基于高稳定性的cfb锅炉燃烧控制系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于高稳定性的cfb锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述点火控制模块根据加热锅炉的具体类型和所使用的燃料种类，选择合适的点火方式；点火控制模块需要精确控制点火时间和点火能量，以确保点火成功并避免安全事故；
3.如权利要求1所述的基于高稳定性的cfb锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述投煤与着火控制模块负责全程监控煤的着火状态，所述投煤与着火控制模块采用脉动给煤方式，该给煤方式可以有效控制给煤速率，避免给煤过快导致的床温急剧上升或给煤过慢导致的燃烧不稳定，同时，所述投煤与着火控制模块还实时监控床温和氧量变化，通过调整给煤量和风量来确保煤能够正常着火并维持稳定燃烧。
4.如权利要求1所述的基于高稳定性的cfb锅炉燃烧控制系统，其特征在于，所述燃烧调整与稳定模块根据加热锅炉床温、氧量、风煤比关键参数的实时变化，自动调整给煤量、风量和风门开度控制参数，所述燃烧调整与稳定模块能够保持燃烧过程的稳定性和经济性，同时减少污染物的排放，在床温过高时减少给煤量或增加风量以降低床温；...
【专利技术属性】
技术研发人员：李正坤，吴正武，李章生，贾莹超，杨勇君，刘世兵，舒兆瑄，张禹，
申请(专利权)人：中国能源建设集团科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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