基于plc的低氮燃燒控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于PLC的低氮燃燒控制方法和系統(tǒng)。其中可編程控制器PLC根據(jù)分布式控制系統(tǒng)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中獲取相對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和分離式燃盡風(fēng)SOFA風(fēng)門開度指令，以及相對(duì)應(yīng)的氮氧化物排放目標(biāo)值；以便DCS利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)相應(yīng)的二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制；PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量；PLC將SOFA風(fēng)門偏置量與當(dāng)前從低氮燃燒控制模型中獲取的SOFA風(fēng)門開度指令疊加，以得到經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令，以便DCS利用經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制。從而有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制，實(shí)現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)化運(yùn)行。
【專利說明】基于PLC的低氮燃燒控制方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐優(yōu)化燃燒控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于PLC的低氮燃燒控制方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]2012年國家環(huán)保部出臺(tái)了新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，明確規(guī)定了燃煤電廠的氮氧化物(NOx)嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)燃煤電廠相繼進(jìn)行了針對(duì)鍋爐的低氮燃燒改造工程。低氮燃燒改造工程完成之后，要取得理想的低氮燃燒效果，既要考慮鍋爐效率又要兼顧氮氧化物排放，這就要求必須同時(shí)處理好煤粉、二次風(fēng)及分離式燃盡風(fēng)(S^arate OverFire Air,簡稱:S0FA)的配比關(guān)系。
[0003]目前，在采用低氮燃燒技術(shù)的燃煤電廠鍋爐上，一般采用通過負(fù)荷指令來調(diào)節(jié)主燃燒區(qū)域二次風(fēng)及SOFA風(fēng)的方法來調(diào)整燃燒，控制氮氧化物的排放，即通過負(fù)荷-風(fēng)量(二次風(fēng)及SOFA風(fēng)風(fēng)量)設(shè)定函數(shù)F(X)來控制各個(gè)風(fēng)門的開度。這種控制方式的實(shí)現(xiàn)通過DCS (Distributed Control System,分布式控制系統(tǒng))系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)算法塊的組態(tài)來實(shí)現(xiàn)。
[0004]上述基于DCS系統(tǒng)通過負(fù)荷-風(fēng)量設(shè)定函數(shù)F(X)來控制配風(fēng)的方式，考慮因素只有負(fù)荷，當(dāng)負(fù)荷確定時(shí)，各個(gè)二次風(fēng)及SOFA風(fēng)配風(fēng)方案也是確定的。在這種控制方式下，負(fù)荷不發(fā)生改變，但鍋爐煤質(zhì)、磨煤機(jī)運(yùn)行方式、氮氧化物排放等因素發(fā)生改變時(shí)，鍋爐燃燒特性也隨之發(fā)生改變，原有二次風(fēng)及SOFA風(fēng)配風(fēng)方案已不適用此時(shí)的燃燒特性，這種控制方式下二次風(fēng)及SOFA風(fēng)配風(fēng)方案不能同步隨鍋爐燃燒特性調(diào)整，造成配風(fēng)方案與燃燒特性需求不匹配，最終導(dǎo)致NOx值排放與鍋爐燃燒效率都受到不利影響。這種控制方式相對(duì)來說是一種粗放式的控制方式，不具備在鍋爐煤質(zhì)、磨煤機(jī)運(yùn)行方式、NOx排放等因素發(fā)生變動(dòng)時(shí)低氮燃燒最優(yōu)控制的能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于PLC的低氮燃燒控制方法和系統(tǒng)，可編程控制器PLC根據(jù)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)確定相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門指令，并根據(jù)氮氧化物實(shí)測值對(duì)SOFA風(fēng)門指令進(jìn)行修正，從而有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于PLC的低氮燃燒控制方法，包括:
[0007]可編程控制器PLC根據(jù)分布式控制系統(tǒng)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中獲取相對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和分離式燃盡風(fēng)SOFA風(fēng)門開度指令，以及相對(duì)應(yīng)的氮氧化物排放目標(biāo)值；
[0008]PLC將二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令分別對(duì)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制；
[0009]PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量;
[0010]PLC將SOFA風(fēng)門偏置量與當(dāng)前從低氮燃燒控制模型中獲取的SOFA風(fēng)門開度指令疊加，以得到經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令；
[0011]PLC將經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，PLC將DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測值，以及相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令、SOFA風(fēng)門開度指令及SOFA風(fēng)門偏置量存儲(chǔ)到低氮燃燒控制模型中，以便修正優(yōu)化燃燒控制模型。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量的步驟包括:
[0014]PLC在到達(dá)第η個(gè)計(jì)算周期時(shí),計(jì)算當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值SPn與當(dāng)前氮氧化物實(shí)測值PVn的差值Errorn ；
[0015]確定Errorn所屬的區(qū)間X以及Errorlri所屬的區(qū)間Y ;
[0016]根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Ζ，其中控制參數(shù)Z包括比例系數(shù)CP，積分系數(shù)C1，微分系數(shù)Cd;
[0017]計(jì)算第η 個(gè)計(jì)算周期的 PID 輸出 PIDOUTn，其中 PIDOUTn = MP；n+MI；n+MD；n = CP*Errorn+ (M^+C^ErroiVi) +CD* (PVn^1-PVn)，MP，n 為第 n 個(gè)計(jì)算周期中的 PID 比例輸出量，M1,n 為第η個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量，Md,η為第η個(gè)計(jì)算周期中的微分輸出量；
[0018]將PIDOUTn轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的SOFA風(fēng)門偏置量。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Z的步驟之后，還包括:
[0020]判斷控制參數(shù)Z是否為首次啟用；
[0021]若控制參數(shù)Z不是首次啟用，則執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的步驟；
[0022]若控制參數(shù)Z為首次啟用，則對(duì)第n-Ι個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量M^1進(jìn)行初始化，M^1 = PIDOUI^-Mb+Mb，然后執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的步驟。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，Errorn= a* (SPn-PVn) + (l_a) =I=Error^1 ；
[0024]其中a為濾波系數(shù)。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，DCS在接收到PLC發(fā)送的指令后，判斷當(dāng)前自身是否處于低氮燃燒控制模式，其中DCS在判斷與PLC的通信出現(xiàn)異常時(shí)退出低氮燃燒控制模式；
[0026]若當(dāng)前自身處于低氮燃燒控制模式，則DCS進(jìn)一步判斷指令中的參數(shù)是否有效、參數(shù)變化速率是否在預(yù)定范圍內(nèi)；
[0027]若指令中的參數(shù)有效、且參數(shù)變化速率在預(yù)定范圍內(nèi)，則DCS利用指令對(duì)相應(yīng)風(fēng)門進(jìn)行控制；
[0028]若指令中的參數(shù)無效,或參數(shù)變化速率超出預(yù)定范圍，則DCS拒絕執(zhí)行接收到的指令。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種基于PLC的低氮燃燒控制系統(tǒng)，包括可編程控制器PLC和分布式控制系統(tǒng)DCS，其中:
[0030]DCS，用于向PLC反饋鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測值，當(dāng)接收到PLC發(fā)送的二次風(fēng)門開度指令和分離式燃盡風(fēng)SOFA風(fēng)門開度指令時(shí)，利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令分別對(duì)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制；當(dāng)接收到PLC發(fā)送的經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令時(shí)，利用經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制；
[0031]PLC，用于根據(jù)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中獲取相對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令，以及相對(duì)應(yīng)的氮氧化物排放目標(biāo)值；將二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS ;根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量；將SOFA風(fēng)門偏置量與當(dāng)前從低氮燃燒控制模型中獲取的SOFA風(fēng)門開度指令疊加，以得到經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令，將經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，PLC還用于將DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測值，以及相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令、SOFA風(fēng)門開度指令及SOFA風(fēng)門偏置量存儲(chǔ)到低氮燃燒控制模型中，以便修正優(yōu)化燃燒控制模型。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，PLC具體在到達(dá)第η個(gè)計(jì)算周期時(shí)，計(jì)算當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值SPn與當(dāng)前氮氧化物實(shí)測值PVn的差值Errorn ;確定Errorn所屬的區(qū)間X以及Errorlri所屬的區(qū)間Y ;根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Ζ，其中控制參數(shù)Z包括比例系數(shù)Cp,積分系數(shù)C1,微分系數(shù)Cd ;計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn，其中PIDOUTn =Mp,n+Mi,n+MD,n = Cp*Errorn+ (MI；^!+C^Error^i) +CD*(PVn^1-PVn), MP，n 為第 n 個(gè)計(jì)算周期中的PID比例輸出量，Mlin為第η個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量，MD，n為第η個(gè)計(jì)算周期中的微分輸出量；將PIDOUTn轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的SOFA風(fēng)門偏置量。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，PLC具體在根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Z后，還包括:判斷控制參數(shù)Z是否為首次啟用；若控制參數(shù)Z不是首次啟用，則執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的操作；若控制參數(shù)Z為首次啟用，則對(duì)第n-Ι個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量M^1進(jìn)行初始化，M^1 = PIDOUI^-Mb+Mb，然后執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的操作。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中， PLC具體利用公式
[0036]Errorn = a* (SPn-PVn) + (l~a) =I=Error^1
[0037]計(jì)算差值Errorn,其中a為濾波系數(shù)。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，DCS還用于在接收到PLC發(fā)送的指令后，判斷當(dāng)前自身是否處于低氮燃燒控制模式，其中DCS在判斷與PLC的通信出現(xiàn)異常時(shí)退出低氮燃燒控制模式；若當(dāng)前自身處于低氮燃燒控制模式，則進(jìn)一步判斷指令中的參數(shù)是否有效、參數(shù)變化速率是否在預(yù)定范圍內(nèi)；若指令中的參數(shù)有效、且參數(shù)變化速率在預(yù)定范圍內(nèi)，則利用指令對(duì)相應(yīng)風(fēng)門進(jìn)行控制；若指令中的參數(shù)無效，或參數(shù)變化速率超出預(yù)定范圍，則拒絕執(zhí)行接收到的指令。
[0039]本發(fā)明通過PLC根據(jù)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)確定相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門指令，并根據(jù)氮氧化物實(shí)測值對(duì)SOFA風(fēng)門指令進(jìn)行修正，從而有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制，實(shí)現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)化運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]圖1為本發(fā)明基于PLC的低氮燃燒控制方法一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0042]圖2為本發(fā)明確定SOFA風(fēng)門偏置量一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0043]圖3為本發(fā)明確定SOFA風(fēng)門偏置量另一實(shí)施例的示意圖。
[0044]圖4為本發(fā)明基于PLC的低氮燃燒控制系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0045]圖5為本發(fā)明低氮燃燒控制系統(tǒng)配置一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0046]圖6為本發(fā)明低氮燃燒控制系統(tǒng)配置另一實(shí)施例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0047]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0048]除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。
[0049]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。
[0050]對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。
[0051]在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。
[0052]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0053]圖1為本發(fā)明基于PLC的低氮燃燒控制方法一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例的方法步驟如下:
[0054]步驟101，PLC根據(jù)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中獲取相對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令，以及相對(duì)應(yīng)的氮氧化物排放目標(biāo)值。
[0055]例如，鍋爐運(yùn)行參數(shù)可包括負(fù)荷、煤質(zhì)、一次風(fēng)量、總風(fēng)量(氧量)、磨煤機(jī)組合方式、鍋爐效率等。DCS可以預(yù)定的時(shí)間間隔反饋鍋爐運(yùn)行參數(shù)，也可實(shí)時(shí)進(jìn)行反饋。
[0056]優(yōu)選的，預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型可通過大量精細(xì)的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)獲得。例如，可綜合考慮氮氧化物排放和鍋爐效率，針對(duì)電廠常用的幾種煤質(zhì)和磨煤機(jī)組合方式，在多個(gè)典型負(fù)荷下進(jìn)行熱態(tài)實(shí)驗(yàn)，獲得氮氧化物排放目標(biāo)值和二次風(fēng)及SOFA風(fēng)最優(yōu)配風(fēng)格局，以通過實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)為樣本點(diǎn)建立典型工況庫。以典型工況為基礎(chǔ)，擬合控制曲線，確定不同工況下對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)及SOFA風(fēng)開度指令，以此來建立低氮燃燒控制模型。由此，PLC可從預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中，獲取與DCS反饋參數(shù)相關(guān)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令。
[0057]步驟102，PLC將二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令分別對(duì)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制。
[0058]步驟103，PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量。
[0059]步驟104，PLC將SOFA風(fēng)門偏置量與當(dāng)前從低氮燃燒控制模型中獲取的SOFA風(fēng)門開度指令疊加，以得到經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令。
[0060]步驟105，PLC將經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制。
[0061]優(yōu)選的，PLC可利用Modbus協(xié)議與DCS進(jìn)行雙向通行，DCS可通過硬接線控制主燃燒區(qū)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門。
[0062]基于本發(fā)明上述實(shí)施例提供的基于PLC的低氮燃燒控制方法，通過PLC根據(jù)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)確定相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門指令，并根據(jù)氮氧化物實(shí)測值對(duì)SOFA風(fēng)門指令進(jìn)行修正，從而有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制，實(shí)現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)化運(yùn)行。
[0063]在一個(gè)實(shí)施例中，PLC將DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測值，以及相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令、SOFA風(fēng)門開度指令及SOFA風(fēng)門偏置量存儲(chǔ)到低氮燃燒控制模型中。
[0064]從而，將控制方案實(shí)際運(yùn)行時(shí)的能夠作為典型工況的過程數(shù)據(jù)歷史樣本，添加到典型工況庫，進(jìn)一步豐富典型工況庫，并進(jìn)一步修正優(yōu)化燃燒控制模型。
[0065]例如，以60(MW發(fā)電機(jī)組的低氮燃燒控制系統(tǒng)為例，在優(yōu)化燃燒控制模型中，500MW-600MW負(fù)荷區(qū)間，只包括500兆瓦和600兆瓦兩個(gè)典型工況，而對(duì)于500兆瓦和600兆瓦之間的工況，例如對(duì)于550兆瓦的工況，則需要以500兆瓦和600兆瓦這兩個(gè)典型工況為基礎(chǔ)，通過擬合控制曲線加以確定。由于擬合曲線和實(shí)際工況之間存在著一定的差距，因此并不能有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制。若在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)能夠代表550兆瓦工況的典型過程數(shù)據(jù)，可將該過程數(shù)據(jù)歷史樣本添加到典型工況庫中。由于實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的精度要優(yōu)于擬合曲線得到的結(jié)果，因此通過豐富典型工況庫，可進(jìn)一步修正優(yōu)化燃燒控制模型，從而有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制。
[0066]需要注意的是:負(fù)荷、煤質(zhì)、磨煤機(jī)組合方式、氧量、一次風(fēng)量、鍋爐效率等數(shù)據(jù)通過Modbus方式從DCS系統(tǒng)采集，對(duì)于沒有煤質(zhì)在線監(jiān)測的機(jī)組，煤質(zhì)數(shù)據(jù)來源電廠的煤質(zhì)工業(yè)分析。對(duì)于DCS中沒有表征鍋爐效率的機(jī)組，可以通過其它能夠表征鍋爐經(jīng)濟(jì)性的參數(shù)代替。
[0067]當(dāng)主燃燒區(qū)二次風(fēng)配風(fēng)不變，SOFA風(fēng)配風(fēng)增加時(shí)，NOx排放會(huì)下降，反之亦然。因此低氮燃燒控制系統(tǒng)用調(diào)節(jié)SOFA風(fēng)的方法來調(diào)節(jié)NOx反饋值與目標(biāo)值差值。由于SOFA風(fēng)門調(diào)整，最終反應(yīng)到NOx排放變化是一個(gè)燃燒過程，屬于大延時(shí)系統(tǒng)，如果按照常規(guī)PID (Proport1n、Integrat1n、Differentiat1n,比例、積分和微分)調(diào)節(jié)，很難達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定。為了取得良好的控制效果，使PID控制輸出比較平穩(wěn)，減少SOFA風(fēng)風(fēng)門的動(dòng)作頻率，這里選用變參數(shù)的PID控制來調(diào)節(jié)SOFA風(fēng)門。因此上述PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量的步驟可如圖2所示:
[0068]步驟201, PLC在到達(dá)第η個(gè)計(jì)算周期時(shí),計(jì)算當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值SPn與當(dāng)前氮氧化物實(shí)測值PVn的差值Errorn。
[0069]優(yōu)選的，Errorn= a* (SPn-PVn) + (l_a) +Erroiv1,其中 a 為濾波系數(shù)。
[0070]步驟202,確定Errorn所屬的區(qū)間X以及Errorlri所屬的區(qū)間Y。
[0071]步驟203，根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Z，其中控制參數(shù)Z包括比例系數(shù)Cp，積分系數(shù)C1，微分系數(shù)Cd。
[0072]步驟204，計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn，其中PIDOUTn = MP；n+MI；n+MD；n=CP*Errorn+(M1,^+(^ErroiVi)+CD* (PVlr1-PVn), Mp n 為第 n 個(gè)計(jì)算周期中的 PID 比例輸出量，M1^n為第η個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量，Md,η為第η個(gè)計(jì)算周期中的微分輸出量。
[0073]步驟205，將PIDOUTn轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的SOFA風(fēng)門偏置量。
[0074]變參數(shù)的PID控制以NOx排放濃度的目標(biāo)值與反饋值的差值為輸入，通過比例和積分計(jì)算以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化得到SOFA風(fēng)門的偏置量，這個(gè)偏置量最終疊加到由低氮燃燒控制模型計(jì)算輸出的SOFA風(fēng)門開度指令上。即能夠根據(jù)NOx排放濃度的目標(biāo)值與反饋值的差值的大小及變化率，對(duì)PID控制進(jìn)行在線整定，使PID控制輸出比較平穩(wěn)，能夠減少SOFA風(fēng)門的動(dòng)作頻率，延長風(fēng)門的使用壽命。
[0075]圖3為本發(fā)明確定SOFA風(fēng)門偏置量另一實(shí)施例的示意圖。其中:
[0076]步驟301, PLC在到達(dá)第η個(gè)計(jì)算周期時(shí),計(jì)算當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值SPn與當(dāng)前氮氧化物實(shí)測值PVn的差值Errorn。
[0077]優(yōu)選的，Errorn= a* (SPn-PVn) + (l_a)+Erroiv1,其中 a 為濾波系數(shù)。
[0078]步驟302,確定Errorn所屬的區(qū)間X以及Errorlri所屬的區(qū)間Y。
[0079]步驟303，根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Z，其中控制參數(shù)Z包括比例系數(shù)Cp，積分系數(shù)C1，微分系數(shù)Cd。
[0080]步驟304，判斷控制參數(shù)Z是否為首次啟用。若控制參數(shù)Z為首次啟用，則執(zhí)行步驟305 ;若控制參數(shù)Z不是首次啟用，則執(zhí)行步驟306。
[0081 ] 步驟305,對(duì)第n-Ι個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量M1^進(jìn)行初始化，M1^1 =PID0UTn_「MP’n+MD’n。
[0082]步驟306，計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn，其中PIDOUTn = MP；n+MI；n+MD；n=CP*Errorn+(M1,^+(^ErroiVi)+CD* (PVlr1-PVn), Mp n 為第 n 個(gè)計(jì)算周期中的 PID 比例輸出量，M1^n為第η個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量，Md,η為第η個(gè)計(jì)算周期中的微分輸出量。
[0083]步驟307，將PIDOUTn轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的SOFA風(fēng)門偏置量。
[0084]在本實(shí)施例中，當(dāng)控制參數(shù)Z為首次啟用時(shí)，通過對(duì)積分輸出量進(jìn)行初始化，可確?？刂品桨冈谶M(jìn)行切換時(shí)，PID輸出沒有擾動(dòng)，以便保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0085]優(yōu)選的，為了提高系統(tǒng)安全性，可進(jìn)一步增加通信安全保護(hù)邏輯。例如，DCS和PLC可分別通過監(jiān)聽心跳信號(hào)來判斷DCS和PLC之間的通信是否正常。
[0086]在一個(gè)實(shí)施例中，DCS在接收到PLC發(fā)送的指令后，判斷當(dāng)前自身是否處于低氮燃燒控制模式，其中DCS在判斷與PLC的通信出現(xiàn)異常時(shí)退出低氮燃燒控制模式。若當(dāng)前自身處于低氮燃燒控制模式，則DCS進(jìn)一步判斷指令中的參數(shù)是否有效、參數(shù)變化速率是否在預(yù)定范圍內(nèi)。若指令中的參數(shù)有效、且參數(shù)變化速率在預(yù)定范圍內(nèi)，則DCS利用指令對(duì)相應(yīng)風(fēng)門進(jìn)行控制；若指令中的參數(shù)無效，或參數(shù)變化速率超出預(yù)定范圍，則DCS拒絕執(zhí)行接收到的指令。若連續(xù)出現(xiàn)指令中的參數(shù)無效，或參數(shù)變化速率超出預(yù)定范圍的情況，則也可退出低氮燃燒控制模式。
[0087]在另一實(shí)施例中，PLC也可根據(jù)DCS反饋的數(shù)據(jù)的有效性和變化速率來判斷是否予以采用。
[0088]圖4為本發(fā)明基于PLC的低氮燃燒控制系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如圖4所示，基于PLC的低氮燃燒控制系統(tǒng)可包括PLC401和DCS402。其中:
[0089]DCS402，用于向PLC401反饋鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測值，當(dāng)接收到PLC401發(fā)送的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令時(shí)，利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令分別對(duì)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制；當(dāng)接收到PLC401發(fā)送的經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令時(shí)，利用經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制。
[0090]PLC401，用于根據(jù)DCS402反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中獲取相對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令，以及相對(duì)應(yīng)的氮氧化物排放目標(biāo)值；將二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS402 ;根據(jù)DCS402反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量；將SOFA風(fēng)門偏置量與當(dāng)前從低氮燃燒控制模型中獲取的SOFA風(fēng)門開度指令疊加，以得到經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令，將經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS402。
[0091 ] 其中，預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型可通過大量精細(xì)的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)獲得。例如，可綜合考慮氮氧化物排放和鍋爐效率，針對(duì)電廠常用的幾種煤質(zhì)和磨煤機(jī)組合方式，在多個(gè)典型負(fù)荷下進(jìn)行熱態(tài)實(shí)驗(yàn)，獲得氮氧化物排放目標(biāo)值和二次風(fēng)及SOFA風(fēng)最優(yōu)配風(fēng)格局，以通過實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)為樣本點(diǎn)建立典型工況庫。由此，PLC可從預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中，獲取與DCS反饋參數(shù)相關(guān)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令。
[0092]基于本發(fā)明上述實(shí)施例提供的基于PLC的低氮燃燒控制系統(tǒng)，通過PLC根據(jù)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)確定相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門指令，并根據(jù)氮氧化物實(shí)測值對(duì)SOFA風(fēng)門指令進(jìn)行修正，從而有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制，實(shí)現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)化運(yùn)行。
[0093]優(yōu)選的，PLC401可利用Modbus協(xié)議與DCS402進(jìn)行雙向通行，DCS402可通過硬接線控制主燃燒區(qū)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門。
[0094]在一個(gè)實(shí)施例中，PLC401還用于將DCS402反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)以及相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令、SOFA風(fēng)門開度指令及SOFA風(fēng)門偏置量存儲(chǔ)到低氮燃燒控制模型中。
[0095]從而，通過將控制方案實(shí)際運(yùn)行時(shí)的能夠作為典型工況的過程數(shù)據(jù)歷史樣本，添加到典型工況庫，進(jìn)一步豐富典型工況庫，并進(jìn)一步修正優(yōu)化燃燒控制模型。
[0096]在一個(gè)實(shí)施例中，PLC401具體在到達(dá)第η個(gè)計(jì)算周期時(shí)，計(jì)算當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值SPn與當(dāng)前氮氧化物實(shí)測值PVn的差值Errorn ;確定Errorn所屬的區(qū)間X以及Errorn^1所屬的區(qū)間Y ;根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Ζ，其中控制參數(shù)Z包括比例系數(shù)CP，積分系數(shù)C1，微分系數(shù)Cd ;計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn，其中PIDOUTn=MP；n+MI；n+MD；n = CP*Errorn+(M1,m+CdErroiVi)+CD*(PVlr1-PVn), MP’n 為第 n 個(gè)計(jì)算周期中的PID比例輸出量，Mlin為第η個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量，MD，n為第η個(gè)計(jì)算周期中的微分輸出量；將PIDOUTn轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的SOFA風(fēng)門偏置量。
[0097]優(yōu)選的，PLC401具體利用公式
[0098]Errorn = a* (SPn-PVn) + (l~a) =I=Error^1
[0099]計(jì)算差值Errorn,其中a為濾波系數(shù)。
[0100]優(yōu)選的，PLC401具體在根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Z后，還包括:判斷控制參數(shù)Z是否為首次啟用；若控制參數(shù)Z不是首次啟用，則執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的操作；若控制參數(shù)Z為首次啟用，則對(duì)第n-Ι個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量M^1進(jìn)行初始化，M^1 = PIDOUI^-Mb+Mb，然后執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的操作。
[0101]其中，當(dāng)控制參數(shù)Z為首次啟用時(shí)，通過對(duì)積分輸出量進(jìn)行初始化，可確?？刂品桨冈谶M(jìn)行切換時(shí)，PID輸出沒有擾動(dòng)，以便保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0102]此外，為了提高系統(tǒng)安全性，可進(jìn)一步增加通信安全保護(hù)邏輯。例如，DCS402和PLC401可分別通過監(jiān)聽心跳信號(hào)來判斷DCS402和PLC401之間的通信是否正常。
[0103]在一個(gè)實(shí)施例中，DCS402還用于在接收到PLC401發(fā)送的指令后，判斷當(dāng)前自身是否處于低氮燃燒控制模式，其中DCS402在判斷與PLC的通信出現(xiàn)異常時(shí)退出低氮燃燒控制模式。若當(dāng)前自身處于低氮燃燒控制模式，則進(jìn)一步判斷指令中的參數(shù)是否有效、參數(shù)變化速率是否在預(yù)定范圍內(nèi)；若指令中的參數(shù)有效、且參數(shù)變化速率在預(yù)定范圍內(nèi)，則利用指令對(duì)相應(yīng)風(fēng)門進(jìn)行控制；若指令中的參數(shù)無效，或參數(shù)變化速率超出預(yù)定范圍，則拒絕執(zhí)行接收到的指令。若連續(xù)出現(xiàn)指令中的參數(shù)無效，或參數(shù)變化速率超出預(yù)定范圍的情況，則也可退出低氮燃燒控制模式。
[0104]在另一實(shí)施例中，PLC401也可根據(jù)DCS402反饋的數(shù)據(jù)的有效性和變化速率來判斷是否予以采用。
[0105]圖5為本發(fā)明低氮燃燒控制系統(tǒng)配置一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如圖5所示，PLC與DCS通過Modbus協(xié)議進(jìn)行通信。DCS按照預(yù)定的時(shí)間間隔或?qū)崟r(shí)將負(fù)荷、一次風(fēng)壓等鍋爐運(yùn)行參數(shù)以及氮氧化物實(shí)測值反饋給PLC。PLC根據(jù)DCS反饋的信息，利用預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型獲取相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令，其中SOFA風(fēng)門開度指令可以是通過低氮燃燒控制模型直接獲得的，也可以是經(jīng)基于氮氧化物實(shí)測值和氮氧化物目標(biāo)值之間的差值所確定的SOFA風(fēng)門偏置量校正后的SOFA風(fēng)門開度指令。PLC將二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)相應(yīng)的二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制。二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門還會(huì)將風(fēng)門開度狀態(tài)反饋給DCS，以便于DCS進(jìn)行風(fēng)門控制。
[0106]其中，PLC的控制算法可采用符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化文本編程語言編程，它類似于計(jì)算機(jī)高級(jí)編程語言，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制運(yùn)算，從而不受DCS的影響。
[0107]圖6為本發(fā)明低氮燃燒控制系統(tǒng)配置另一實(shí)施例的示意圖。與圖5所示實(shí)施例相t匕，在圖6所示實(shí)施例中，還可進(jìn)一步設(shè)置工控機(jī)。其中工控機(jī)通過TCP/IP協(xié)議與PLC進(jìn)行通信。PLC可將系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果提供給工控機(jī)。在工控機(jī)上可運(yùn)行一套組態(tài)軟件以作為低氮燃燒控制系統(tǒng)的人機(jī)界面，用戶可通過人機(jī)界面完成系統(tǒng)參數(shù)配置、數(shù)據(jù)在線展示和歷史數(shù)據(jù)查詢分析。工控機(jī)可將用戶設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)發(fā)送給PLC，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。
[0108]通過實(shí)施本發(fā)明，可根據(jù)負(fù)荷、煤質(zhì)、氧量、風(fēng)量、磨煤機(jī)組合方式等因素，選取相應(yīng)燃燒狀態(tài)下的配風(fēng)方案，并且能夠根據(jù)氮氧化物反饋值實(shí)時(shí)修正SOFA風(fēng)的配風(fēng)方案，從而有效實(shí)現(xiàn)鍋爐的低氮燃燒控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)化運(yùn)行。
[0109]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。
[0110]本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種基于PLC的低氮燃燒控制方法，其特征在于，包括: 可編程控制器PLC根據(jù)分布式控制系統(tǒng)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中獲取相對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和分離式燃盡風(fēng)SOFA風(fēng)門開度指令，以及相對(duì)應(yīng)的氮氧化物排放目標(biāo)值； PLC將二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令分別對(duì)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制； PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏直里； PLC將SOFA風(fēng)門偏置量與當(dāng)前從低氮燃燒控制模型中獲取的SOFA風(fēng)門開度指令疊加，以得到經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令； PLC將經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS，以便DCS利用經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， PLC將DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測值，以及相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令、SOFA風(fēng)門開度指令及SOFA風(fēng)門偏置量存儲(chǔ)到低氮燃燒控制模型中，以便修正優(yōu)化燃燒控制模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的方法，其特征在于， PLC根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量的步驟包括: PLC在到達(dá)第η個(gè)計(jì)算周期時(shí)，計(jì)算當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值SPn與當(dāng)前氮氧化物實(shí)測值PVn的差值Errorn ； 確定Errorn所屬的區(qū)間X以及Erroiv1所屬的區(qū)間Y ; 根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Ζ，其中控制參數(shù)Z包括比例系數(shù)CP，積分系數(shù)C1，微分系數(shù)Cd; 計(jì)算第 η 個(gè)計(jì)算周期的 PID 輸出 PIDOUTn，其中 PIDOUTn = MP；n+MI；n+MD；n = CP*Errorn+(Mm+CfErroiVi) +CD* (PVn_rPVn)，MP’n為第n個(gè)計(jì)算周期中的PID比例輸出量，MI；n為第η個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量，Md,η為第η個(gè)計(jì)算周期中的微分輸出量； 將PIDOUTn轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的SOFA風(fēng)門偏置量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Z的步驟之后，還包括: 判斷控制參數(shù)Z是否為首次啟用； 若控制參數(shù)Z不是首次啟用，則執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的步驟；若控制參數(shù)Z為首次啟用，則對(duì)第n-Ι個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量M^1進(jìn)行初始化，M^1 = PIDOUTM-Mu+Mb，然后執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，
Errorn = a* (SPn-PVn) + (l~a) =I=Error^1 ； 其中a為濾波系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于， DCS在接收到PLC發(fā)送的指令后，判斷當(dāng)前自身是否處于低氮燃燒控制模式，其中DCS在判斷與PLC的通信出現(xiàn)異常時(shí)退出低氮燃燒控制模式； 若當(dāng)前自身處于低氮燃燒控制模式，則DCS進(jìn)一步判斷指令中的參數(shù)是否有效、參數(shù)變化速率是否在預(yù)定范圍內(nèi)； 若指令中的參數(shù)有效、且參數(shù)變化速率在預(yù)定范圍內(nèi)，則DCS利用指令對(duì)相應(yīng)風(fēng)門進(jìn)行控制； 若指令中的參數(shù)無效，或參數(shù)變化速率超出預(yù)定范圍，則DCS拒絕執(zhí)行接收到的指令。
7.一種基于PLC的低氮燃燒控制系統(tǒng),其特征在于，包括可編程控制器PLC和分布式控制系統(tǒng)DCS，其中: DCS，用于向PLC反饋鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測值，當(dāng)接收到PLC發(fā)送的二次風(fēng)門開度指令和分離式燃盡風(fēng)SOFA風(fēng)門開度指令時(shí)，利用二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令分別對(duì)二次風(fēng)門和SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制；當(dāng)接收到PLC發(fā)送的經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令時(shí)，利用經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令對(duì)SOFA風(fēng)門進(jìn)行控制； PLC，用于根據(jù)DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的低氮燃燒控制模型中獲取相對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令，以及相對(duì)應(yīng)的氮氧化物排放目標(biāo)值；將二次風(fēng)門開度指令和SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS ;根據(jù)DCS反饋的氮氧化物實(shí)測值和當(dāng)前的氮氧化物排放目標(biāo)值，確定SOFA風(fēng)門偏置量；將SOFA風(fēng)門偏置量與當(dāng)前從低氮燃燒控制模型中獲取的SOFA風(fēng)門開度指令疊加，以得到經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令，將經(jīng)校正的SOFA風(fēng)門開度指令發(fā)送給DCS。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于， PLC還用于將DCS反饋的鍋爐運(yùn)行參數(shù)和氮氧化物實(shí)測值，以及相應(yīng)的二次風(fēng)門開度指令、SOFA風(fēng)門開度指令及SOFA風(fēng)門偏置量存儲(chǔ)到低氮燃燒控制模型中，以便修正優(yōu)化燃燒控制模型。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于， PLC具體在到達(dá)第η個(gè)計(jì)算周期時(shí)，計(jì)算當(dāng)前氮氧化物排放目標(biāo)值SPn與當(dāng)前氮氧化物實(shí)測值PVn的差值Errorn ;確定Errorn所屬的區(qū)間X以及Errorlri所屬的區(qū)間Y ;根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Ζ，其中控制參數(shù)Z包括比例系數(shù)CP，積分系數(shù)C1,微分系數(shù)Cd ;計(jì)算第 η 個(gè)計(jì)算周期的 PID 輸出 PIDOUTn，其中 PIDOUTn = MP；n+MI；n+MD；n = CP*Errorn+(Μ^^+C^Error^!) +CD*(PVn_rPVn)，MP，n為第n個(gè)計(jì)算周期中的PID比例輸出量，M1,η為第η個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量，MD，n為第η個(gè)計(jì)算周期中的微分輸出量JfPIDOUTn轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的SOFA風(fēng)門偏置量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于， PLC具體在根據(jù)區(qū)間X和Y確定相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)Z后，還包括:判斷控制參數(shù)Z是否為首次啟用；若控制參數(shù)Z不是首次啟用，則執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的操作；若控制參數(shù)Z為首次啟用，則對(duì)第n-Ι個(gè)計(jì)算周期中的積分輸出量M1^進(jìn)行初始化，M1^ = PIDOUTlr1-MP，n+MD，n，然后執(zhí)行計(jì)算第η個(gè)計(jì)算周期的PID輸出PIDOUTn的操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于， PLC具體利用公式
Errorn = a* (SPn-PVn) + (l~a) =I=Error^1 計(jì)算差值Errorn,其中a為濾波系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于， DCS還用于在接收到PLC發(fā)送的指令后，判斷當(dāng)前自身是否處于低氮燃燒控制模式，其中DCS在判斷與PLC的通信出現(xiàn)異常時(shí)退出低氮燃燒控制模式；若當(dāng)前自身處于低氮燃燒控制模式，則進(jìn)一步判斷指令中的參數(shù)是否有效、參數(shù)變化速率是否在預(yù)定范圍內(nèi)；若指令中的參數(shù)有效、且參數(shù)變化速率在預(yù)定范圍內(nèi)，則利用指令對(duì)相應(yīng)風(fēng)門進(jìn)行控制；若指令中的參數(shù)無效，或 參數(shù)變化速率超出預(yù)定范圍，則拒絕執(zhí)行接收到的指令。
【文檔編號(hào)】F23N3/00GK104075340SQ201410341338
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】王海鵬, 喻玫, 蔡芃, 張巍, 趙超, 范國朝, 任旻 申請(qǐng)人:煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司