本發(fā)明涉及一種鍋爐系統(tǒng)，特別涉及用于生物質(zhì)鍋爐的配風系統(tǒng)和一種用于生物質(zhì)鍋爐的配風模糊控制方法。
背景技術(shù)：
：目前，我國北方主要城市的供暖仍以煤為主要燃料，不僅每年要消耗大量的煤炭資源，同時也造成嚴重的環(huán)境污染。生物質(zhì)燃料具有成本低、“零排放”等特點，目前，生物質(zhì)鍋爐的配方系統(tǒng)是從下向上吹風(即只有一次吹風通路)，導(dǎo)致配風效果不好，煙氣沿程阻力大，生物質(zhì)燃燒效率低，從而導(dǎo)致煙氣中CO、NO等排放濃度高，因此，研究和開發(fā)以生物質(zhì)為燃料的供暖鍋爐具有重要的經(jīng)濟意義和環(huán)保意義。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了一種用于生物質(zhì)鍋爐的配風系統(tǒng)，采用一種分布式的配風系統(tǒng)，通過合理分配二次風、三次風，使生物質(zhì)燃料與空氣充分接觸，達到強化燃燒的目的。本發(fā)明還有一個目的是設(shè)計一種用于生物質(zhì)鍋爐的配風模糊控制方法，并計算評估因數(shù)，將其帶入模糊控制器，精準控制鼓風機風速，保證燃料充分燃燒，提高鍋爐工作效率。本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種用于生物質(zhì)鍋爐的配風系統(tǒng)，包括：燃燒室；水壁，其安裝在所述燃燒室側(cè)壁；風道，其包括左風道和右風道，穿接在所述水壁內(nèi)部，相對設(shè)置在所述燃燒室兩側(cè)；爐排，其斜向設(shè)置在燃燒室底部，所述爐排與所述燃燒室的下部空間構(gòu)成風倉；第一鼓風機，其設(shè)置在所述風倉內(nèi)部，用于從底部將一次風從下往上送至燃燒室；第二鼓風機，其設(shè)置在所述右風道底部，用于通過過右側(cè)風道將二次風送至燃燒室中部；第三鼓風機，其設(shè)置在所述左風道頂部，用于通過左側(cè)風道將三次風送至燃燒室上部。優(yōu)選的是，還包括燃燒室水排，其連接兩側(cè)水壁包括，多個并排布置的水管，所述水管與所述左風道交錯設(shè)置。優(yōu)選的是，所述燃燒室水排具有一定傾斜角度。優(yōu)選的是，所述燃燒室水排的傾角為60°。優(yōu)選的是，還包括：儲水箱，其設(shè)置在所述燃燒室一側(cè)。優(yōu)選的是，所述風道具有出風口，其位于左風道和右風道頂部，與爐膛水平面平行。一種用于生物質(zhì)鍋爐的配風模糊控制方法，包括以下步驟：采集鍋爐內(nèi)溫度T，儲水箱內(nèi)水溫T0，環(huán)境濕度RH，鍋爐內(nèi)煙氣濃度ρ2，氧氣濃度ρ0，環(huán)境風速v；計算鍋爐內(nèi)評估因數(shù)并將其與預(yù)設(shè)評估因數(shù)作比較得到評估因數(shù)偏差信號，將鍋爐內(nèi)煙氣濃度與平均煙氣濃度作比較得到煙氣濃度偏差信號；將評估因數(shù)偏差信號經(jīng)過微分計算得到評估因數(shù)變化率信號；將煙氣濃度偏差信號經(jīng)過微分計算后得到煙氣濃度變化率信號；將評估因數(shù)變化率信號煙氣濃度變化率信號輸入模糊控制器，輸出為第一鼓風機的風速。優(yōu)選的是，所述環(huán)境評估因數(shù)的計算公式為：優(yōu)選的是，所述評估因數(shù)變化率信號和煙氣濃度變化率信號的模糊集為{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，PB表示正大，PM表示正中，PS表示正小，ZR表示零，NS表示負小，NM表示負中，NB表示負大，它們的論域為：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。優(yōu)選的是，所述模糊控制器的輸入和輸出變量的隸屬度函數(shù)均選擇三角形隸屬度函數(shù)。本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明提供的一種用于生物質(zhì)鍋爐的配風系統(tǒng)，采用一種分布式的配風系統(tǒng)，通過合理分配二次風、三次風，使生物質(zhì)燃料與空氣充分接觸，達到強化燃燒的目的。2、本發(fā)明在燃燒室水排上鋪設(shè)的防火磚耐高溫可有效改變煙氣行程，使得煙氣不是簡單地從下至上流過，而是以“S”形路徑與燃燒室壁面及燃燒室水排中的水充分進行熱量交換。3、本發(fā)明通過計算評估因數(shù)，將其帶入模糊控制器，精準控制鼓風機風速，保證燃料充分燃燒，提高鍋爐工作效率。附圖說明圖1為本發(fā)明所述的用于生物質(zhì)鍋爐的配風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述的左風道結(jié)構(gòu)簡圖；圖3為本發(fā)明所述的右風道結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為本發(fā)明所述的風道伸入燃燒室部分局部俯視圖具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。如圖1所示，本發(fā)明提供的用于生物質(zhì)鍋爐的配風系統(tǒng)，包括：燃燒室100、左風道150、右風道160、爐排200、燃燒室水排400和儲水箱800。其中，燃燒室100兩側(cè)壁設(shè)置水壁110，用于鍋爐內(nèi)水循環(huán)；風道，其包括左風道150和右風道160，其中左風道150穿接在左側(cè)水壁頂部，右風道160穿接在右側(cè)水壁底部，風道具有出風口，其位于左風道和右風道頂部，與爐膛水平面平行，爐排200，其斜向設(shè)置在燃燒室100底部，爐排200與燃燒室100的下部空間構(gòu)成風倉300。第一鼓風機310，其設(shè)置在風倉300內(nèi)部，用于從底部將一次風從下往上送至燃燒室；第二鼓風機320，其設(shè)置在右風道150底部，用于通過過右側(cè)風道將二次風送至燃燒室中部；第三鼓風機330，其設(shè)置在左風道150頂部，用于通過左風道150將三次風送至燃燒室上部。左風道150穿過爐膛左側(cè)水壁連接燃燒室上部和第三鼓風機330，右風道160穿過爐膛右水壁連接燃燒室中部和第二鼓風機320。如圖4所示，左風道150和右風道160設(shè)置于爐排的上方，它們伸入燃燒室部分與燃燒室水排400平行，與爐膛縱向夾角為60°，伸入長度約占水排長度的1/6—1/5，由鍋爐底部第一鼓風機310送入一次風。儲水箱800，其設(shè)置在所述燃燒室一側(cè)，用于鍋爐供熱循環(huán)。如圖2、3所示，配風工作時，第二鼓風機320通過右側(cè)風道160，將二次風送入燃燒室，右側(cè)風口水平朝上，進一步提高煙氣上行動力，防止煙氣在燃燒室聚集，不能促進燃燒；第三鼓風機330通過左風道150，將三次風送入燃燒室，使得未燃盡的生物質(zhì)氣化氣進一步燃燒，提高其燃燒效率。燃燒室水排400，其連接兩側(cè)水壁包括，多個并排布置的水管，水管與左風道150交錯設(shè)置，作為一種優(yōu)選，燃燒室水排400右端和燃燒室水排300左端鋪有防火磚500，使煙氣呈“S”形上升，耐高溫可有效改變煙氣行程，使得煙氣不是簡單地從下至上流過，而是以“S”形路徑與燃燒室壁面及燃燒室水排中的水充分進行熱量交換。一種用于生物質(zhì)鍋爐的配風模糊控制方法，包括以下步驟：采集鍋爐內(nèi)溫度T，儲水箱內(nèi)水溫T0，環(huán)境濕度RH，鍋爐內(nèi)煙氣濃度ρ2，氧氣濃度ρ0，環(huán)境風速v；計算鍋爐內(nèi)評估因數(shù)將其與預(yù)設(shè)評估因數(shù)作比較得到評估因數(shù)偏差信號，將鍋爐內(nèi)煙氣濃度與平均煙氣濃度作比較得到煙氣濃度偏差信號；將評估因數(shù)偏差信號經(jīng)過微分計算得到評估因數(shù)變化率信號；將煙氣濃度偏差信號經(jīng)過微分計算后得到煙氣濃度變化率信號；將評估因數(shù)變化率信號e1煙氣濃度變化率信號e2輸入模糊控制器，輸出為第一鼓風機的風速。其中，e1、e2、q的實際變化范圍分別為[-1，1]，[-1,1]，[0,40]；E1、E2、的離散論域均為{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}，Q的離散論域為{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}則量化因子k1＝6/1，k2＝6/1，比例因子k3＝10/60定義模糊子集及隸屬函數(shù)：把評估因數(shù)變化率信號分為7個模糊狀態(tài)：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(負小)，NM(負中)，NB(負大)，結(jié)合經(jīng)驗得出評估因數(shù)變化率信號e1的隸屬度函數(shù)表，如表1所示。表1評估因數(shù)變化率信號e1的隸屬度函數(shù)表e1-6-5-4-3-2-1-0+0+1+2+3+4+5+6PB000000000000.20.71.0PM0000000000.20.71.00.70.2PS00000000.10.71.00.70.100ZR00000.10.71.00000000NB000.10.71.00.70.10000000NM0.20.71.00.70.2000000000NS1.00.70.200000000000把煙氣濃度變化率信號e2分為7個模糊狀態(tài)：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(負小)，NM(負中)，NB(負大)，結(jié)合經(jīng)驗得出煙氣濃度變化率信號e2的隸屬度函數(shù)表，如表2所示。表2煙氣濃度變化率信號e2的隸屬度函數(shù)表e2-6-5-4-3-2-1-0+0+1+2+3+4+5+6PB000000000000.20.71.0PM0000000000.20.71.00.70.2PS00000000.10.71.00.70.100ZR00000.10.71.00000000NB000.10.71.00.70.10000000NM0.20.71.00.70.2000000000NS1.00.70.200000000000把第一鼓風機的風速q分為七個模糊狀態(tài)：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(負小)，NM(負中)，NB(負大)，結(jié)合經(jīng)驗得出第一鼓風機風速q的隸屬的函數(shù)表，如表3所示。表3第一鼓風機風速q的隸屬度函數(shù)表q012345678910PB000000000.20.71.0PM00000000.21.00.80.2PS0000000.81.00.200ZR000000.50.50000NB000.20.81.00.800000NM0.20.81.00.80.2000000NS1.00.70.200000000模糊推理過程必須執(zhí)行復(fù)雜的矩陣運算，計算量非常大，在線實施推理很難滿足控制系統(tǒng)實時性的要求，本發(fā)明采用查表法進行模糊推理運算，模糊推理決策采用雙輸入單輸出的方式，控制規(guī)則由下列推理語言構(gòu)成：IfeisAiandecisBithenΔKjisCi其中，Ai、Bi、Ci分別為ec1、ec2和q模糊子集。通過經(jīng)驗可以總結(jié)出模糊控制器的初步控制規(guī)則，其中參數(shù)q控制規(guī)則見表4。表4為模糊控制規(guī)則表模糊控制器根據(jù)得出的模糊值對輸出信號進行解模糊化，得到第一鼓風機的風速，求模糊控制查詢表，由于論域是離散的，模糊控制規(guī)則及可以表示為一個模糊矩陣，采用單點模糊化，求出模糊控制查詢表，見表5表5模糊控制查詢表本發(fā)明采用一種分布式的配風系統(tǒng)，通過合理分配二次風、三次風，使生物質(zhì)燃料與空氣充分接觸，達到強化燃燒的目的，同時設(shè)計一種用于生物質(zhì)鍋爐的配風模糊控制方法，并計算評估因數(shù)，將其帶入模糊控制器，精準控制鼓風機風速，保證燃料充分燃燒，提高鍋爐工作效率。盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。當前第1頁1 2 3