鍋爐APC先進(jìn)過(guò)程優(yōu)化控制解決方案

1、 鍋爐燃燒過(guò)程優(yōu)化控制方案專(zhuān)業(yè)服務(wù)，創(chuàng)造價(jià)值 循環(huán)流化床鍋爐APC先進(jìn)過(guò)程優(yōu)化控制解決方案2013-11-13第 16 頁(yè) 共 16 頁(yè) 鍋爐燃燒過(guò)程優(yōu)化控制方案1 公司簡(jiǎn)介集團(tuán)（中控）始創(chuàng)于是中國(guó)領(lǐng)先的自動(dòng)化與信息化技術(shù)、產(chǎn)品、解決方案供應(yīng)商，業(yè)務(wù)涉及工廠自動(dòng)化、公用工程信息化、裝備自動(dòng)化等領(lǐng)域。公司是中控科技集團(tuán)的核心成員企業(yè)，致力于工廠自動(dòng)化領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線與控制系統(tǒng)以及流程模擬仿真系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)及工程服務(wù)。2 行業(yè)背景2.1 行業(yè)現(xiàn)狀循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術(shù)是最近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種新型燃燒技術(shù)，由于循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、高效脫硫的特點(diǎn)，因此

2、近年來(lái)有了很大的發(fā)展，我國(guó)的循環(huán)流化床也經(jīng)歷了小型、中型、大型三個(gè)發(fā)展階段，循環(huán)流化床能夠解決我國(guó)燃燒鍋爐存在包括環(huán)境問(wèn)題在內(nèi)的諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，因此中國(guó)將成為循環(huán)流化床鍋爐最大的商業(yè)市場(chǎng)。2.2 行業(yè)難點(diǎn)由于循環(huán)流化床鍋爐燃料是在流化狀態(tài)下燃燒，鍋爐燃燒系統(tǒng)慣性大，各個(gè)變量之間相互影響，加上有飛灰循環(huán)等影響因素，因此CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個(gè)大滯后、強(qiáng)耦合，多干擾的復(fù)雜非線性系統(tǒng)，自動(dòng)燃燒優(yōu)化控制難度較大，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的控制難點(diǎn)。鑒于循環(huán)流化床鍋爐燃燒的復(fù)雜性和特殊性，對(duì)一般煤粉鍋爐和其他過(guò)程控制對(duì)象行之有效的常規(guī)控制方法，已難保證循環(huán)流化床鍋爐各項(xiàng)控制指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。有別于常規(guī)控制，中控鍋爐APC先進(jìn)

3、控制解決方案采用多變量模型預(yù)測(cè)控制、專(zhuān)家規(guī)則控制等智能控制策略，能夠更好地結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)克服系統(tǒng)大滯后、強(qiáng)耦合、多干擾等控制難點(diǎn)，可以較好地實(shí)現(xiàn)CFB鍋爐系統(tǒng)安全高效率的燃燒自動(dòng)控制，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定度大幅提升，經(jīng)濟(jì)效益比較可觀。3 項(xiàng)目可行性分析3.1 現(xiàn)場(chǎng)概述貴公司爐機(jī)系統(tǒng)屬中小型循環(huán)流化床多爐多機(jī)系統(tǒng)，實(shí)行母管制運(yùn)行方式。一次檢測(cè)儀表性能良好，風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)為擋板和變頻控制，主汽溫度擋板調(diào)節(jié)，除擋板調(diào)節(jié)死區(qū)稍大外，其余執(zhí)行器調(diào)節(jié)死區(qū)小于1%，即執(zhí)行器死區(qū)情況基本滿(mǎn)足優(yōu)化控制需求。流化床控制系統(tǒng)采用中控DCS系統(tǒng)，DCS上配置傳統(tǒng)的PID自動(dòng)控制回路中，汽包水位控制回路、給煤控制、一次風(fēng)控制、二

4、次風(fēng)控制、引風(fēng)控制、減溫水控制等大部分回路，現(xiàn)場(chǎng)均由操作人員手動(dòng)操作。3.2 優(yōu)化空間3.2.1 數(shù)據(jù)分析對(duì)現(xiàn)場(chǎng)DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣分析，以#爐為例，數(shù)據(jù)包選取年10月1日至年10月20日，總計(jì)20天的數(shù)據(jù)，進(jìn)行離線統(tǒng)計(jì)分析，主要分析主汽壓力、主汽溫度、煙氧含量、爐膛負(fù)壓、床層溫度、床層壓差六個(gè)指標(biāo)的平均值與平均波動(dòng)幅度兩項(xiàng)特性值。如下表所示：序號(hào)指標(biāo)平均值平均波動(dòng)范圍備注1主汽壓力8.3MPa+0.5Mpa2主汽溫度540+0.53煙氧含量3.5%+1%氧量較低4爐膛負(fù)壓10Pa+120Pa5床層溫度955+15床溫較高6床層壓差8.9KPa+0.3KPa通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析可知，由于現(xiàn)場(chǎng)燃煤

5、的揮發(fā)分較高，氧量平均值較低，同時(shí)床溫已經(jīng)較高，因此燃燒效率本身提高空間就有限了，但各指標(biāo)的平穩(wěn)度還是有提升空間的，同時(shí)通過(guò)綜合調(diào)整，可適當(dāng)提高鍋爐的傳熱效率，從而進(jìn)一步提升鍋爐的燃燒效率。3.2.2 優(yōu)化空間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析，包括與領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)技術(shù)人員、DCS技術(shù)人員的技術(shù)交流溝通，評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)存在如下可提升的空間：（1） 各指標(biāo)的穩(wěn)定性可進(jìn)一步提升，波動(dòng)幅度可減少30%以上；（2） 各指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行匹配有待于進(jìn)一步優(yōu)化，提高鍋爐效率降低煤耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行之目的；即，貴方現(xiàn)場(chǎng)鍋爐燃燒系統(tǒng)存在可觀的優(yōu)化空間。3.3 項(xiàng)目可行性分析現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)有設(shè)備，儀表，控制系統(tǒng)條件是否滿(mǎn)足優(yōu)化控制系統(tǒng)需求呢？通過(guò)

6、現(xiàn)場(chǎng)考察分析發(fā)現(xiàn)，一次檢測(cè)元件的性能良好，保證了測(cè)量信號(hào)的質(zhì)量，在改善風(fēng)量擋板調(diào)節(jié)精度后，可為優(yōu)化控制提供了良好的控制手段，DCS系統(tǒng)可以提供實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)。綜上所述，我們可以得出如下結(jié)論：（1） 現(xiàn)場(chǎng)存在較大的優(yōu)化空間，具備經(jīng)濟(jì)效益挖潛空間。（2） 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀表、系統(tǒng)條件良好，滿(mǎn)足優(yōu)化控制系統(tǒng)需求條件。暨在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)外圍硬件設(shè)備不進(jìn)行大幅改造或追加投資的情況下，現(xiàn)場(chǎng)滿(mǎn)足實(shí)施鍋爐自動(dòng)燃燒控制技術(shù)的條件，能夠通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)的優(yōu)化提升，使得循環(huán)流化床能夠全自動(dòng)運(yùn)行，降低運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，又能提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。4 中控鍋爐燃燒優(yōu)化控制方案4.1 PCO過(guò)程優(yōu)化控制平臺(tái)簡(jiǎn)

7、介PCO平臺(tái)軟件是基于行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)以及雄厚的軟件研發(fā)實(shí)力和深刻的業(yè)務(wù)理解開(kāi)發(fā)的一套優(yōu)化軟件體系，是浙江中控優(yōu)化解決方案的重要組成部分。它繼承了浙江中控組態(tài)軟件易用高效的特點(diǎn)，并在優(yōu)化控制領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究。能夠幫助用戶(hù)減少人工操作、提高控制效果，從而達(dá)到節(jié)能、減排、增效的最終目的。PCO平臺(tái)軟件可以與中控AdvTrol Pro 2.5、AdvTrol Pro 2.65及Visual Field組態(tài)軟件進(jìn)行底層的數(shù)據(jù)通信，無(wú)需通過(guò)OPC即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集及寫(xiě)出，減少了OPC傳輸可能帶來(lái)的安全和穩(wěn)定的問(wèn)題，同時(shí)也可與其他廠商系統(tǒng)通過(guò)OPC進(jìn)行通信，做到了兼容性和穩(wěn)定性的統(tǒng)一；嚴(yán)格的用戶(hù)

8、權(quán)限和操作記錄功能，可以使用戶(hù)方便地進(jìn)行管理；與組態(tài)軟件共享的流程圖及報(bào)警界面，讓操作員在組態(tài)軟件和優(yōu)化軟件間無(wú)縫連接；嚴(yán)密的安全機(jī)制，可以確保在斷電或其它預(yù)料外情況下自動(dòng)及時(shí)切成手動(dòng)操作，保證現(xiàn)場(chǎng)的安全；精確到秒的投運(yùn)率合格率統(tǒng)計(jì)，使用戶(hù)能準(zhǔn)確地了解當(dāng)前生產(chǎn)狀況和PCO軟件帶來(lái)的效益提升。PCO平臺(tái)內(nèi)置了功能強(qiáng)大的控制器和成熟的通用控制算法庫(kù)，可以由工程人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行配置開(kāi)發(fā)，形成項(xiàng)目定制的專(zhuān)用控制模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)從回路級(jí)到設(shè)備級(jí)再到全工藝過(guò)程的全方位優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)從單回路優(yōu)化控制到全裝置的先進(jìn)控制與實(shí)時(shí)優(yōu)化。使用戶(hù)不用了解復(fù)雜的控制方案和控制理論，不用進(jìn)行繁瑣的文件配置，僅關(guān)注由中

9、控專(zhuān)家提煉出來(lái)的一些參數(shù)設(shè)置，就可以達(dá)到良好的控制效果。圖1 PCO軟件構(gòu)架圖4.2 循環(huán)流化床鍋爐APC先進(jìn)過(guò)程優(yōu)化控制方案鍋爐APC先進(jìn)過(guò)程控制解決方案是基于PCO優(yōu)化控制平臺(tái)，將先進(jìn)控制技術(shù)用于循環(huán)流化床鍋爐燃燒過(guò)程控制，使鍋爐裝置在優(yōu)化條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能、高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行，是集現(xiàn)狀評(píng)估分析、方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)配置選型與成套、專(zhuān)業(yè)軟件提供、優(yōu)化控制組態(tài)與調(diào)試、技術(shù)培訓(xùn)于一體的“交鑰匙型”優(yōu)化控制整體解決方案。循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化控制系統(tǒng)包含上下位機(jī)兩部分。圖2 鍋爐APC先進(jìn)過(guò)程控制方案框圖上位機(jī)實(shí)時(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)基于中控PCO過(guò)程優(yōu)化控制平臺(tái)，包含PCO鍋爐燃燒優(yōu)化控制與性能計(jì)算兩部分，從而構(gòu)

10、成上位機(jī)的實(shí)時(shí)優(yōu)化與在線評(píng)估計(jì)算系統(tǒng)；下位機(jī)為現(xiàn)場(chǎng)DCS監(jiān)控系統(tǒng)上所做的安全聯(lián)鎖切換，通過(guò)OPC客戶(hù)/服務(wù)器功能實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的安全互動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器操作權(quán)限的在線切換。4.2.1 PCO先控平臺(tái)MCC母管協(xié)調(diào)控制主蒸汽母管壓力控制目標(biāo)為：u 主蒸汽母管壓力控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)本臺(tái)鍋爐與其它并列運(yùn)行鍋爐的運(yùn)行u 使主蒸汽母管壓力控制達(dá)到最佳狀態(tài)，快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定的響應(yīng)機(jī)側(cè)熱、電負(fù)荷指令的變化傳統(tǒng)的主蒸汽母管壓力控制方式常面臨如下問(wèn)題：u 鍋爐本身容易發(fā)生燃燒振蕩u 鍋爐之間互擾嚴(yán)重u 鍋爐與汽機(jī)之間藕合關(guān)系復(fù)雜由于這些難點(diǎn)的困擾，使得蒸汽母管壓力難以控制，供熱品質(zhì)很難保證，蒸汽母管壓力的波動(dòng)對(duì)供熱品質(zhì)形成

11、極大的威脅，甚至波及到熱用戶(hù)的設(shè)備安全運(yùn)行，所以為了保證機(jī)組安全，提高供熱品質(zhì)，運(yùn)行人員只能頻繁手動(dòng)調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定蒸汽母管壓，但是勞動(dòng)強(qiáng)度大，且效果又不是很好。針對(duì)這一不足，中控MCC母管壓力控制系統(tǒng)采用如下方法克服傳統(tǒng)方式的不足：（1） 系統(tǒng)內(nèi)外部擾動(dòng)的在線區(qū)分內(nèi)擾是指鍋爐燃燒率的擾動(dòng)，其特征是鍋爐主汽壓力與鍋爐主汽流量同向反應(yīng)，外擾是指汽機(jī)電熱負(fù)荷或鄰爐對(duì)本爐的擾動(dòng)，其特征是鍋爐主汽壓力與鍋爐主汽流量反向反應(yīng)。圖3 母管協(xié)調(diào)能力平衡原理圖（2） 并行鍋爐負(fù)荷調(diào)整權(quán)重的動(dòng)態(tài)分配母管并行運(yùn)行的鍋爐可根據(jù)自身情況和負(fù)荷調(diào)衡能力大小，選擇“定壓運(yùn)行”（帶固定負(fù)荷）或“調(diào)壓運(yùn)行”（母管協(xié)調(diào)）

12、兩種方式。MCC模塊實(shí)時(shí)跟蹤控制母管壓力，計(jì)算出并行鍋爐總體負(fù)荷調(diào)整量，結(jié)合人工設(shè)置的初始權(quán)重，并根據(jù)參與“調(diào)壓運(yùn)行”的鍋爐數(shù)量，考慮到參與調(diào)節(jié)的鍋爐負(fù)荷余量以及負(fù)荷跟蹤能力，動(dòng)態(tài)計(jì)算出每臺(tái)“調(diào)壓運(yùn)行”鍋爐的負(fù)荷權(quán)重，進(jìn)而計(jì)算出每臺(tái)“調(diào)壓運(yùn)行”鍋爐的負(fù)荷調(diào)整量，并及時(shí)調(diào)整輸出的各臺(tái)鍋爐的負(fù)荷設(shè)定值上。為克服母管制運(yùn)行方式的蓄熱慣性，應(yīng)使鍋爐控制盡快跟隨汽機(jī)需要，即克服母管壓力控制的外部擾動(dòng)，對(duì)應(yīng)汽機(jī)側(cè)調(diào)峰機(jī)組的能量量信號(hào)要進(jìn)入鍋爐側(cè)參與控制。4.2.2 PCO先控平臺(tái)PCO鍋爐燃燒優(yōu)化控制PCO鍋爐燃燒優(yōu)化控制是基于鍋爐過(guò)程機(jī)理，同時(shí)結(jié)合鍋爐燃燒行業(yè)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)與高效的操作經(jīng)驗(yàn)而制定的先控方案，采

13、用了專(zhuān)家規(guī)則控制，非線性控制等技術(shù)手段，將整個(gè)鍋爐系統(tǒng)分割成若干控制段，各控制段間既相互聯(lián)系又可獨(dú)立投切，方便靈活，實(shí)現(xiàn)給煤、配風(fēng)自動(dòng)控制、燃燒優(yōu)化控制、動(dòng)態(tài)適應(yīng)汽機(jī)端負(fù)荷需求，同時(shí)保證系統(tǒng)最大的燃燒效率，煙氣指標(biāo)滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)。（1）多變量鍋爐燃燒控制多變量鍋爐燃燒控制的主要目標(biāo)是，在保證鍋爐燃燒效率的前提下快速匹配負(fù)荷變化需求，實(shí)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。多變量鍋爐燃燒系統(tǒng)為四入輸入四輸出系統(tǒng)，四個(gè)控制目標(biāo)為主汽壓力、煙氧含量、床層溫度與床層壓差，四個(gè)控制手段為一次風(fēng)、二次風(fēng)、給煤與排渣，采用專(zhuān)家規(guī)則與非線性控制相結(jié)合的控制方法，根據(jù)鍋爐負(fù)荷變化同時(shí)調(diào)整給煤量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量與排渣，從而

14、保證鍋爐燃燒效率的基礎(chǔ)上快速匹配負(fù)荷需求。風(fēng)煤比、一二次風(fēng)配比通過(guò)目標(biāo)優(yōu)化得到當(dāng)前負(fù)荷下的最佳量，同時(shí)接受人工調(diào)整量，綜合結(jié)果用于控制輸出。床層壓差此處指料層高度，根據(jù)鍋爐動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)爐膛下部風(fēng)室壓力，通過(guò)床層壓差與布風(fēng)板阻力計(jì)算，同時(shí)考慮到燃料密度等信息綜合計(jì)算出實(shí)時(shí)料層高度信息，以此作為該回路的控制目標(biāo)，控制手段為排渣，實(shí)時(shí)接收來(lái)自燃燒調(diào)節(jié)前饋的處理結(jié)果，采用非線性控制算法，從而實(shí)現(xiàn)料層高度的快速精確穩(wěn)定控制。為克服系統(tǒng)滯后的影響，將來(lái)自汽機(jī)端的負(fù)荷需求DEB信號(hào)變化作為系統(tǒng)DV，快速響應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷變化，從而實(shí)現(xiàn)主汽壓力、床層溫度、床層壓差、煙氧含量隨系統(tǒng)負(fù)荷變化的精確穩(wěn)定控制。

15、（2）爐膛負(fù)壓控制爐膛負(fù)壓回路控制目標(biāo)為爐膛負(fù)壓，控制手段為引風(fēng)，實(shí)時(shí)接收來(lái)自一二次風(fēng)變化前饋的處理結(jié)果，采用非線性控制算法，從而實(shí)現(xiàn)爐膛負(fù)壓的快速精確穩(wěn)定控制。（3）主汽溫度控制主汽溫度回路控制目標(biāo)為主汽溫度以及減溫器出口汽溫，控制手段為減溫水，實(shí)時(shí)接收來(lái)自燃燒調(diào)節(jié)前饋的處理結(jié)果，采用非線性控制算法，從而實(shí)現(xiàn)主汽溫度的快速精確穩(wěn)定控制。圖4 PCO鍋爐APC先進(jìn)過(guò)程控制軟件4.2.3 PCO先控平臺(tái)系統(tǒng)性能計(jì)算鍋爐系統(tǒng)性能計(jì)算軟件包含鍋爐燃燒及對(duì)許多不能直接測(cè)量的機(jī)組和主要設(shè)備的性能指標(biāo)測(cè)算，具體如下：（1）機(jī)組性能如機(jī)組熱耗率、汽耗率、循環(huán)熱效率、廠用電率、發(fā)電煤耗、供電煤耗等。（2）鍋爐

16、性能如燃燒效率、排煙熱損失和其他各項(xiàng)燃燒損失等。（3）空預(yù)器性能如空預(yù)器漏風(fēng)率、煙氣側(cè)效率、空氣側(cè)效率等。當(dāng)機(jī)組處于穩(wěn)定運(yùn)行工況時(shí)，計(jì)算出來(lái)的運(yùn)行性能值具有較高的精確度。該部分為可選配置，即根據(jù)能耗核算方法選擇是否配置該模塊。圖5 系統(tǒng)性能計(jì)算主界面圖4.2.4 安全聯(lián)鎖切換鍋爐安全聯(lián)鎖切換主要功能是實(shí)現(xiàn)上位機(jī)優(yōu)化控制軟件與下位機(jī)DCS系統(tǒng)間的安全互動(dòng)，執(zhí)行變量的控制權(quán)限切換，系統(tǒng)安全聯(lián)鎖保護(hù)等功能。具體功能如下：（3） 通訊故障聯(lián)鎖。上位機(jī)PCO平臺(tái)通過(guò)OPC客戶(hù)/服務(wù)器功能實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，安全聯(lián)鎖模塊需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二者的通訊狀態(tài)，一旦數(shù)據(jù)通訊失敗，該模塊主動(dòng)將所有執(zhí)行器的控

17、制權(quán)限切換為下位機(jī)手動(dòng)控制。（4） 系統(tǒng)安全聯(lián)鎖。鍋爐系統(tǒng)自身的安全聯(lián)鎖（如停爐，MFT等）引入安全聯(lián)鎖模塊，當(dāng)系統(tǒng)安全聯(lián)鎖觸發(fā)時(shí)，該模塊主動(dòng)將所有執(zhí)行器的控制權(quán)限切換為下位機(jī)手動(dòng)控制。（5） 測(cè)點(diǎn)故障聯(lián)鎖。被控變量測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)故障，相應(yīng)控制回路執(zhí)行器的控制權(quán)限切換為下位機(jī)手動(dòng)控制。（4）執(zhí)行器故障聯(lián)鎖。執(zhí)行器出現(xiàn)故障，相應(yīng)控制回路控制權(quán)限切換為下位機(jī)手動(dòng)控制。（5） 控制效果跟蹤聯(lián)鎖該部分功能只對(duì)優(yōu)化控制回路的控制效果進(jìn)行跟蹤，如出現(xiàn)調(diào)整速度過(guò)快，波動(dòng)幅度過(guò)大等不良控制狀態(tài)，該模塊主動(dòng)將該回路執(zhí)行器的控制權(quán)限切換為下位機(jī)手動(dòng)控制。5 系統(tǒng)架構(gòu)圖6 鍋爐APC系統(tǒng)架構(gòu)圖鍋爐APC系統(tǒng)核心為APC優(yōu)

18、化服務(wù)器，主要包含數(shù)據(jù)通訊與優(yōu)化控制軟件兩部分。（1）數(shù)據(jù)通訊整個(gè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源為下位機(jī)DCS系統(tǒng)。中控DCS系統(tǒng)：中控鍋爐APC先控方案與下位機(jī)DCS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，進(jìn)行安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交互。非中控系統(tǒng)需具備OPCServer軟件，中控鍋爐APC軟件通過(guò)OPC協(xié)議與下位機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。（2） APC優(yōu)化控制軟件包u 優(yōu)化控制服務(wù)器一臺(tái)（工業(yè)電腦）。u 中控PCO優(yōu)化控制平臺(tái)軟件包。6 評(píng)估方案6.1 預(yù)期收益現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)密封性良好，儀表設(shè)備完好，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)精度滿(mǎn)足精度要求的前提下，通過(guò)中控鍋爐APC先進(jìn)過(guò)程控制解決方案可實(shí)現(xiàn)：u 鍋爐燃燒系統(tǒng)各關(guān)鍵變量的穩(wěn)態(tài)偏差范圍減小

19、（減小30%以上），系統(tǒng)穩(wěn)定性將得到較大幅度地提升，大幅降低人工操作強(qiáng)度。u 鍋爐燃燒系統(tǒng)煤耗降低0.6%0.8%左右，系統(tǒng)控制平穩(wěn)帶來(lái)的間接收益也比較可觀。6.2 收益分析在設(shè)備無(wú)故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)以上鍋爐控制回路全部自動(dòng)投運(yùn)，最終真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。1) 投入自動(dòng)后，可以降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。操作人員可以把更多的精力投入到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的的巡檢，提高設(shè)備的完好性。2) 床壓穩(wěn)定自動(dòng)控制，為保證床溫在較高工況下運(yùn)行，床壓的定值是負(fù)荷的函數(shù)，并遵循：低負(fù)荷，低床壓，高負(fù)荷，高床壓的自動(dòng)運(yùn)行方式，床壓信號(hào)需要經(jīng)過(guò)計(jì)算，屏蔽布風(fēng)板阻力的影響，真正反映料層的實(shí)踐厚度，床層厚度與床溫的結(jié)合表示了鍋爐儲(chǔ)藏?zé)崃康目偤?/p>

20、，床壓自動(dòng)的穩(wěn)定投入，利于負(fù)荷變化鍋爐的灰平衡，為其他優(yōu)化參數(shù)的調(diào)整基礎(chǔ)有良好的效果。3) 床溫自動(dòng)控制，在保證滿(mǎn)足脫硫及脫銷(xiāo)、設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，穩(wěn)定的提高床溫，并改善物料燃燒環(huán)境，使物料在密相區(qū)得以較充分的燃燒，提高了密相區(qū)燃燒份額，稀相區(qū)的不完全燃燒成份降低，飛灰可燃物得到明顯的降低。及實(shí)現(xiàn)床壓隨負(fù)荷的隨動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以有效減少爐渣含碳量，減少不完全固體不完全燃燒損失，同時(shí)可以減少風(fēng)機(jī)電耗。4) 爐膛負(fù)壓的自動(dòng)控制可以使?fàn)t膛壓力偏差在40Pa以?xún)?nèi)，可以使鍋爐在更合適的爐膛壓力下運(yùn)行；密封情況良好下，自動(dòng)控制可以確保爐膛出口在偏差范圍很小的微負(fù)壓運(yùn)行，減少風(fēng)量損失及風(fēng)機(jī)電耗，同時(shí)也延長(zhǎng)物

21、料在爐膛的停留時(shí)間，減少飛灰含炭量。此項(xiàng)可以減少機(jī)械不完全損失，預(yù)計(jì)可以降低爐渣含碳量0.1%-0.2%，飛灰含碳量降低1%-2%，如果爐渣與飛灰份額比是80：20左右，以上兩項(xiàng)床溫床壓的優(yōu)化控制可以提高鍋爐效率0.11%-0.21%，因此可以減少煤耗0.12%-0.24%。5) 在床溫、爐膛負(fù)壓控制定值適當(dāng)提高、床壓定值隨負(fù)荷變化穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)上，氧量自動(dòng)控制的參數(shù)偏差可大幅度減少，調(diào)整氧量定值信號(hào)在最佳值附近，可在保證在最佳空氣過(guò)剩系數(shù)下運(yùn)行，減少排煙量損失，同時(shí)減少送引風(fēng)機(jī)電耗；預(yù)計(jì)通過(guò)合理的風(fēng)煤比、一二次風(fēng)配比等參數(shù)的自動(dòng)控制，可以在不影響不完全燃燒的前提下，將氧量定值下調(diào)1%穩(wěn)定自動(dòng)

22、控制，此項(xiàng)可以提高鍋爐效率0.40%-0.45%左右，由于鍋爐設(shè)計(jì)效率為90%左右，因此可以減少煤耗0.45%-0.51%左右。6) 同時(shí)以上各項(xiàng)燃燒優(yōu)化自動(dòng)的投入，由于通過(guò)低氧燃燒、正壓燃燒及一、二次風(fēng)合理配比對(duì)爐膛燃燒份額的優(yōu)化等措施，使使?fàn)t內(nèi)傳熱、傳質(zhì)過(guò)程得到強(qiáng)化，爐膛內(nèi)貧氧區(qū)的燃燒狀況得到有效改善，同等負(fù)荷工況下，排煙溫度也會(huì)有所降低，預(yù)計(jì)同等負(fù)荷下同比排煙溫度可以降低2-4, 因此可以減少煤耗0.12%-0.24%左右。7) 主汽溫度信號(hào)的穩(wěn)定及提高，將會(huì)提高機(jī)組的循環(huán)熱效率，減少供電煤耗，目前的溫度信號(hào)還經(jīng)常達(dá)不到額定值，如果自動(dòng)投入后，溫度偏差減少，預(yù)計(jì)可以提高主汽溫度定值2左右

23、。由此可以減少供電或供汽煤耗0.07%左右。8) 主汽壓力的穩(wěn)定及適當(dāng)提高同樣會(huì)將會(huì)提高機(jī)組的循環(huán)熱效率，減少供電煤耗，目前主汽壓力及主汽母管壓力還未達(dá)到設(shè)計(jì)額定值狀態(tài)，但主汽壓力定值的提高空間也受汽機(jī)負(fù)荷限制，自動(dòng)投入后，預(yù)計(jì)可以每臺(tái)鍋爐可以適當(dāng)提高主汽壓力定值0.02MPa左右,由此可以減少供電或供汽煤耗0.04%左右。9) 自動(dòng)參數(shù)的穩(wěn)定對(duì)于減少鍋爐設(shè)備的損耗，延長(zhǎng)鍋爐的壽命等有明顯的意義。10) 在每臺(tái)鍋爐穩(wěn)定投入自動(dòng)控制后，可以投入母管壓力協(xié)調(diào)控制，對(duì)全廠機(jī)組的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行有良好作用，此項(xiàng)也需在自動(dòng)投運(yùn)后根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)算。以上綜合，單臺(tái)鍋爐自動(dòng)投入運(yùn)行后，可以大大挖掘在運(yùn)鍋爐的潛能。由于鍋爐脫硫效率與鍋爐效率在運(yùn)行有矛盾之處，單方面提高鍋爐效率，會(huì)犧牲掉脫硫效率指標(biāo)。所以，在兼顧脫硫