么文勇 （錦西石化熱電公司）

220 t/h循環(huán)流化床鍋爐自動(dòng)聯(lián)調(diào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

么文勇 （錦西石化熱電公司）

利用專利技術(shù)“無辨識(shí)自適應(yīng)預(yù)估控制器”對(duì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)給煤、床溫、床壓、爐膛負(fù)壓和風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)聯(lián)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)了燃燒過程自動(dòng)控制和過程優(yōu)化，取得明顯經(jīng)濟(jì)效益，減少煤耗1.5%以上。

循環(huán)流化床鍋爐 OPC 自動(dòng)控制 煤耗

錦西石化熱電公司現(xiàn)有220 t/h循環(huán)流化床鍋爐3臺(tái)，25 MW抽汽發(fā)電機(jī)組2臺(tái)，系統(tǒng)采用母管制方式。產(chǎn)生的蒸汽用于外部生產(chǎn)用汽、城市供暖和發(fā)電。

DCS系統(tǒng)采用ABB公司的symphony 5.0控制軟件，組態(tài)軟件為ConductorNT4.0，配有6臺(tái)操作員站和一臺(tái)工程師站，通過環(huán)形網(wǎng)連接。

采用的優(yōu)化控制軟件為廈大海通自控有限公司XD-APC海通先進(jìn)控制軟件。此軟件為加掛在DCS系統(tǒng)之上的上位軟件，采用OPC通訊方式，軟件本身并不直接與現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備發(fā)生聯(lián)系，是在DCS系統(tǒng)上安裝OPC服務(wù)器，海通XD-APC軟件通過OPC客戶服務(wù)模塊與DCS網(wǎng)絡(luò)通訊。

海通XD-APC是一套用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程先進(jìn)控制、在線優(yōu)化及仿真培訓(xùn)的平臺(tái)軟件，具有功能強(qiáng)大的模型庫(kù)和算法庫(kù)，可通過圖形組態(tài)實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程的先進(jìn)控制、在線優(yōu)化、在線決策、軟儀表和故障診斷等項(xiàng)技術(shù)。軟件同時(shí)具備仿真功能，通過圖形組態(tài)和模型組態(tài)便可組成各種仿真系統(tǒng)。軟件還具有多種在線通訊方式，可同時(shí)連接多臺(tái)工業(yè)數(shù)據(jù)終端，同時(shí)采用不同的通訊方法獲取工業(yè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行集成處理。

海通XD-APC軟件集成了廈大海通自控優(yōu)先公司自主開發(fā)的先進(jìn)控制器——無辨識(shí)自適應(yīng)預(yù)估控制器IFAP和基于因素空間的故障診斷算法。最大特點(diǎn)是穩(wěn)定性好，具有在線自適應(yīng)、自整定和預(yù)估校正的功能，可以實(shí)現(xiàn)像循環(huán)流化床這樣工況多變，影響因素復(fù)雜并具有大滯后特性的過程自動(dòng)控制。同時(shí)，由于控制器參數(shù)實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)自整定，無需人工設(shè)定，使先進(jìn)控制系統(tǒng)的后期維護(hù)相應(yīng)簡(jiǎn)單，也使先進(jìn)控制系統(tǒng)可以長(zhǎng)期運(yùn)行[1]。

1 前期準(zhǔn)備

錦西石化熱電公司鍋爐系統(tǒng)除了循環(huán)流化床鍋爐所特有的大滯后，煤質(zhì)多變，燃燒過程非線性特性等控制難點(diǎn)外，另具有下述特點(diǎn)：摻燒瓦斯，且瓦斯量由煉油生產(chǎn)工藝決定，不定時(shí)，不定量，增加了過程的不確定性；3臺(tái)爐子共用1個(gè)母管，互相之間有干擾；以供汽為主，且供汽量主要由外部用量決定，同樣增加了過程的不確定性。

1.1 通訊方案的確定

首先需解決海通XD-APC軟件與ABB DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊問題。

經(jīng)考察論證，決定采用OPC通訊方式，即在DCS系統(tǒng)上安裝OPC服務(wù)器軟件，海通XD-APC軟件通過OPC客戶服務(wù)模塊與DCS通訊，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖1。實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)OPC服務(wù)進(jìn)程，海通XD-APC軟件通過自帶的OPC客戶模塊與DCS網(wǎng)絡(luò)上的OPC服務(wù)器相連，通過OPC服務(wù)器讀取最新的測(cè)量數(shù)據(jù)，并將輸出數(shù)據(jù)送給OPC服務(wù)器，再由OPC服務(wù)器將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)寫入DCS相應(yīng)的I/O點(diǎn)。

采用OPC通訊方式的最大優(yōu)點(diǎn)是安全可靠，不需要修改DCS系統(tǒng)的原有組態(tài)方案，可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制系統(tǒng)的“外掛”，不會(huì)因?yàn)橄冗M(jìn)控制系統(tǒng)的實(shí)施影響原有的DCS功能，同時(shí)OPC服務(wù)也可為管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)通訊接口。

1.2 制定主要控制目標(biāo)

主要控制目標(biāo)有以下幾個(gè)方面：

1）實(shí)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)。該控制的目標(biāo)是通過引風(fēng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)整控制爐膛負(fù)壓。要求在負(fù)荷變化過程中，爐膛負(fù)壓保持在-50～+50 Pa之間。

2）實(shí)現(xiàn)主蒸汽溫度的自動(dòng)控制。目標(biāo)是通過調(diào)整前、后減溫水控制主蒸汽溫度，要求主蒸汽溫度控制在535～545℃。

3）實(shí)現(xiàn)主蒸汽壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在外界負(fù)荷變化和煤質(zhì)變化等干擾因素的影響下，維持主汽壓力的平穩(wěn)，平均誤差控制在0.1 MPa，實(shí)時(shí)誤差控制在0.3 MPa。

4）實(shí)現(xiàn)燃燒過程一次風(fēng)量、二次風(fēng)量的自動(dòng)控制，目標(biāo)是自動(dòng)調(diào)節(jié)燃燒過程所需的風(fēng)量，維持煙氣含氧量在合適的范圍，并確保燃燒及負(fù)荷控制的需求。

5）具有故障診斷和自動(dòng)切換功能，當(dāng)鍋爐系統(tǒng)出現(xiàn)主要儀表和設(shè)備故障時(shí)能自動(dòng)切換到DCS手動(dòng)狀態(tài)，切換要求為無擾動(dòng)切換。

6）具有3臺(tái)鍋爐獨(dú)立控制和聯(lián)調(diào)功能，可根據(jù)設(shè)備情況靈活設(shè)定控制方式，可分別實(shí)現(xiàn)部分控制和全體控制。

7）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，為安全起見，優(yōu)化系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)每臺(tái)爐子的獨(dú)立控制系統(tǒng)；每套獨(dú)立控制系統(tǒng)包括爐膛負(fù)壓-引風(fēng)控制、主蒸汽溫度控制、燃燒控制（包括主蒸汽壓力控制、一次風(fēng)、二次風(fēng)控制）和床壓控制系統(tǒng)。各控制系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，又相互聯(lián)系。可單獨(dú)投運(yùn)和切換，投入自動(dòng)時(shí)又相互協(xié)調(diào)相互影響，3臺(tái)鍋爐可協(xié)調(diào)控制[2]。

1.3 主要控制方案

1.3.1 負(fù)壓－引風(fēng)控制系統(tǒng)方案

采用單回路控制方式，被控信號(hào)為爐膛負(fù)壓，調(diào)節(jié)信號(hào)為1＃、2＃引風(fēng)機(jī)擋板開度（改為變頻后，調(diào)節(jié)信號(hào)為變頻轉(zhuǎn)速控制指令），控制器算法為IFA算法（無辨識(shí)自適應(yīng)控制）。

為使控制更加平穩(wěn)，加入燃燒系統(tǒng)和一次風(fēng)的控制指令作為前饋信號(hào)，使控制系統(tǒng)可以提前動(dòng)作應(yīng)對(duì)負(fù)荷擾動(dòng)，見圖2。

該控制系統(tǒng)為相對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，需要時(shí)可以獨(dú)立切換為DCS的控制方式。

1.3.2 燃燒控制系統(tǒng)方案

燃燒控制系統(tǒng)為優(yōu)化控制系統(tǒng)的核心部分，包括主蒸汽壓力-密相溫度-給煤控制系統(tǒng)、瓦斯氣壓力和流量控制系統(tǒng)、一次風(fēng)、二次風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)各部分互相聯(lián)系、又相對(duì)獨(dú)立，可以獨(dú)立投運(yùn)，見圖3。

采用主蒸汽壓力-床溫-給煤控制系統(tǒng)為三級(jí)串級(jí)控制系統(tǒng)，同時(shí)加入負(fù)荷變化的前饋，在保證及時(shí)調(diào)整負(fù)荷的同時(shí)，能及時(shí)對(duì)煤質(zhì)變化和瓦斯變化情況作出反應(yīng)。

控制系統(tǒng)的副控制器為床溫，通過對(duì)下部床溫的多個(gè)測(cè)點(diǎn)的特殊平均值計(jì)算方法（該計(jì)算方法可以自動(dòng)剔除出現(xiàn)測(cè)量故障的溫度測(cè)點(diǎn)）計(jì)算出床溫的平均值作為被控信號(hào)，床溫給定則由主控制器（主汽壓力控制）自動(dòng)給出，通過調(diào)節(jié)給煤量來控制溫度。由于存在著左右兩路給煤調(diào)節(jié)，還需設(shè)置左右兩個(gè)連鎖給煤控制器來分別調(diào)整給煤量。

針對(duì)本裝置設(shè)計(jì)的瓦斯氣壓力和流量控制系統(tǒng)的主要控制目標(biāo)是在維持一定的瓦斯氣壓力條件下，盡可能地燃燒瓦斯氣，以提高經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在主蒸汽壓力和外界負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，在保證適當(dāng)?shù)耐咚箟毫Φ耐瑫r(shí)，適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少瓦斯氣，增加調(diào)節(jié)速度。在維持瓦斯壓力的同時(shí)產(chǎn)生的瓦斯流量擾動(dòng)則由主蒸汽壓力-床溫-給煤控制系統(tǒng)的給煤調(diào)節(jié)去克服。瓦斯氣控制的被控對(duì)象為瓦斯氣壓力測(cè)量值，調(diào)節(jié)對(duì)象為瓦斯氣流量調(diào)節(jié)閥[3]。

主蒸汽壓力-床溫-給煤控制系統(tǒng)的串級(jí)結(jié)構(gòu)的設(shè)置主要為了應(yīng)對(duì)煤質(zhì)變化和瓦斯壓力（流量）變化的情況。由于床溫對(duì)煤質(zhì)變化和瓦斯變化反應(yīng)較為靈敏，串級(jí)方式有利于控制器及時(shí)對(duì)煤質(zhì)變化和瓦斯變化情況作出反應(yīng)，及時(shí)增加或減少給煤量。

引入瓦斯流量和壓力信號(hào)，作為控制器預(yù)估模型的輸入信號(hào)，通過預(yù)估引入前饋，使控制器能及時(shí)響應(yīng)。

對(duì)于外界負(fù)荷變化，主要通過預(yù)估引進(jìn)前饋控制量，使給煤控制器能及時(shí)動(dòng)作。三爐聯(lián)調(diào)時(shí)，根據(jù)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析合理配置各臺(tái)爐子的調(diào)節(jié)量。

主蒸汽壓力-床溫-給煤控制系統(tǒng)的主控、副控均采用IFAP控制器，以應(yīng)對(duì)調(diào)節(jié)滯后和工況多變的過程特性。給煤控制器和瓦斯氣控制可采用IFA控制（無預(yù)估）。

一、二次風(fēng)控制目標(biāo)是為燃燒過程提供足夠的氧量和流化風(fēng)，主要包括風(fēng)量給定值計(jì)算和風(fēng)量控制兩部分。

一次風(fēng)控制的主要目的是維持風(fēng)煤比穩(wěn)定和床溫工作點(diǎn)的需求，這里風(fēng)煤比＝一次風(fēng)量/總給煤量，故控制的一次風(fēng)量會(huì)隨著給煤量的增減而自動(dòng)增減。控制器的調(diào)整對(duì)象為一次風(fēng)機(jī)入口擋板開度。風(fēng)煤比的給定值在控制器處于“手動(dòng)”位置時(shí)會(huì)自動(dòng)跟蹤實(shí)際的風(fēng)煤比值的10 min平均值（5 s計(jì)算一次），一旦控制器處于“自動(dòng)”狀態(tài)，風(fēng)煤比給定值即為投入自動(dòng)時(shí)的風(fēng)煤比平均值，在自動(dòng)控制狀態(tài)下，根據(jù)爐膛粒子分布和床溫對(duì)風(fēng)煤比給定進(jìn)行在線修正。

二次風(fēng)量給定按一、二次風(fēng)比率，氧量給定計(jì)算，并按瓦斯量大小修正。其中一、二次風(fēng)比率為自控時(shí)的5 min平均跟蹤值，氧量給定由操作人員在操作臺(tái)設(shè)置。二次風(fēng)控制的調(diào)整對(duì)象為二次風(fēng)機(jī)入口擋板開度或變頻器。

總風(fēng)量的實(shí)測(cè)值將被引入主蒸汽壓力控制系統(tǒng)，作為部分控制參數(shù)的校正依據(jù)。同時(shí)，主蒸汽控制部分的測(cè)點(diǎn)和控制結(jié)果也將引入風(fēng)量系統(tǒng)，作為給定計(jì)算和風(fēng)量控制的校正依據(jù)和限制依據(jù)。風(fēng)量給定值計(jì)算將是在線優(yōu)化的主要對(duì)象，在實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上，可以對(duì)風(fēng)量的給定計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化處理，以提高鍋爐操作的效益。

1.3.3 協(xié)調(diào)優(yōu)化系統(tǒng)方案

由于采用母管制結(jié)構(gòu)，3臺(tái)鍋爐之間存在互相干擾，同時(shí)由于各鍋爐燃燒效益方面存在差異，所以負(fù)荷分配上存在優(yōu)化空間。主要的協(xié)調(diào)內(nèi)容包括：

1）爐子之間的操作干擾的前饋協(xié)調(diào)。當(dāng)某臺(tái)爐子出現(xiàn)操作故障引起大的波動(dòng)，可以及時(shí)反饋給其他爐子的控制系統(tǒng)，使之提前調(diào)整，保證母管壓力的穩(wěn)定。

2）外界負(fù)荷變化的協(xié)調(diào)分配。外界負(fù)荷變化較大時(shí)，通過實(shí)時(shí)分析在線數(shù)據(jù)，對(duì)各臺(tái)爐子的負(fù)荷分配進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化。

1.4 安全保障措施

因?yàn)檎{(diào)試是在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，所以著重強(qiáng)調(diào)安全。

先進(jìn)控制系統(tǒng)對(duì)DCS系統(tǒng)的改造很少，所有的改造均在現(xiàn)在工程師站或仿真系統(tǒng)上實(shí)驗(yàn)，成功后才轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)的操作終端。先進(jìn)控制系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的通訊也先在工程師站或仿真終端上實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)不會(huì)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)造成影響，再轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)的操作站。在控制方案實(shí)施前，進(jìn)行大量的仿真實(shí)驗(yàn)，同時(shí)將仿真結(jié)果與技術(shù)人員討論，確定后才正式投運(yùn)。并且開始時(shí)嚴(yán)格限制輸出數(shù)據(jù)的變化范圍，再逐步放寬。

海通XD-APC優(yōu)化軟件系統(tǒng)具有全面跟蹤功能，確保優(yōu)化系統(tǒng)的無擾動(dòng)切換。并具有儀表故障診斷和操作故障診斷功能，一旦發(fā)生故障，會(huì)自動(dòng)將操作臺(tái)上的優(yōu)化狀態(tài)從“自動(dòng)”切為“手動(dòng)”。

若優(yōu)化狀態(tài)處于“手動(dòng)”位置，則優(yōu)化系統(tǒng)不向DCS系統(tǒng)送給煤、給風(fēng)控制信號(hào)，僅送故障診斷信號(hào)。此時(shí)即恢復(fù)到原有的DCS控制狀態(tài)。

DCS系統(tǒng)中增加重要參數(shù)的聲光報(bào)警和優(yōu)化自動(dòng)失靈聲光報(bào)警，以確保安全。對(duì)重要參數(shù)和控制輸出均設(shè)置上下限限制。若運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的工控機(jī)發(fā)生故障或死機(jī)，系統(tǒng)自動(dòng)將優(yōu)化控制系統(tǒng)從“自動(dòng)”切為“手動(dòng)”。

2 工作實(shí)施

2.1 通訊方案的實(shí)施

通訊方案的實(shí)施需要在DCS網(wǎng)絡(luò)中加入一臺(tái)OPC服務(wù)器，這中間需要斷開DCS的網(wǎng)絡(luò)，為確保安全生產(chǎn)，在3臺(tái)鍋爐都停止運(yùn)行情況下進(jìn)行。

優(yōu)化控制軟件通過OPC服務(wù)器和DCS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

通訊試驗(yàn)成功后，沒有發(fā)生一次通訊方面的問題。事實(shí)證明通訊方案的制定和實(shí)施是成功的；OPC通訊方式是穩(wěn)定、可靠的。

2.2 控制方案的實(shí)施

通訊實(shí)驗(yàn)成功后，進(jìn)入控制系統(tǒng)調(diào)試階段。因?yàn)檎{(diào)試過程是在鍋爐正常運(yùn)行期間進(jìn)行的，所以整個(gè)調(diào)試的過程著重強(qiáng)調(diào)以安全為主。調(diào)試時(shí)間安排在白班進(jìn)行，相關(guān)人員在現(xiàn)場(chǎng)值班，以確保生產(chǎn)的安全和順利。

項(xiàng)目組在經(jīng)過控制方案研討、控制過程中手動(dòng)和自動(dòng)的無擾動(dòng)切換試驗(yàn)、白班調(diào)試運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行等階段的充分驗(yàn)證后，進(jìn)行了72 h連續(xù)投運(yùn)。

4#、5#、6#鍋爐優(yōu)化控制系統(tǒng)相繼順利的通過72 h無間斷運(yùn)行，經(jīng)過了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行各種工況的考驗(yàn)，通過了技術(shù)協(xié)議規(guī)定的驗(yàn)收條件，達(dá)到了工作前期制定的控制目標(biāo)，取得理想的控制效果，見圖4、 圖5、圖6和圖7。

由圖4和圖5可以明顯看出自動(dòng)情況下負(fù)壓比手動(dòng)要平穩(wěn)得多。

由圖6和圖7可以明顯看出自動(dòng)情況下主汽壓力比手動(dòng)要平穩(wěn)得多。

2.3 3臺(tái)鍋爐聯(lián)調(diào)功能的實(shí)施及效益評(píng)價(jià)

當(dāng)3臺(tái)鍋爐的獨(dú)立的優(yōu)化控制系統(tǒng)分別通過驗(yàn)收后，進(jìn)行了3臺(tái)鍋爐的聯(lián)調(diào)。

為解決聯(lián)調(diào)時(shí)容易出現(xiàn)因各臺(tái)鍋爐實(shí)際蒸汽壓力不同造成調(diào)節(jié)方向不一致，導(dǎo)致反復(fù)振蕩的問題，利用連鎖功能進(jìn)行聯(lián)合診斷和限制；以4＃爐燃燒控制為例，在主汽壓控制器中引入5＃、6＃爐的主汽壓控制信息，進(jìn)行超限故障診斷，當(dāng)5?；?＃的主汽壓超上下限時(shí)，對(duì)4＃壓力控制的調(diào)節(jié)方向做相應(yīng)的限制約束。為適應(yīng)聯(lián)調(diào)和單臺(tái)運(yùn)行兩種控制方式，同時(shí)引入5＃、6＃燃燒控制模式，以判斷是否聯(lián)調(diào)，并采用相應(yīng)的控制邏輯。

聯(lián)調(diào)時(shí)，由于有兩臺(tái)以上的先控系統(tǒng)同時(shí)動(dòng)作，為避免超調(diào)，設(shè)置了負(fù)荷聯(lián)調(diào)系統(tǒng)，即當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，將負(fù)荷調(diào)整任務(wù)根據(jù)當(dāng)前投自動(dòng)的系統(tǒng)數(shù)目等因素通過負(fù)荷前饋的方式分配給各臺(tái)燃燒控制系統(tǒng)。其中負(fù)荷前饋系數(shù)權(quán)陣設(shè)計(jì)了投1臺(tái)、投2臺(tái)、投3臺(tái)等情況下的前饋系數(shù)。

由于每臺(tái)鍋爐的特性不同，調(diào)整速度有快有慢，聯(lián)調(diào)時(shí)容易出現(xiàn)“搶負(fù)荷”現(xiàn)象，出現(xiàn)某1臺(tái)鍋爐負(fù)荷偏高而其他鍋爐負(fù)荷偏低的情況，因此需要有平衡負(fù)荷的方法。經(jīng)實(shí)踐，在上述方案1、2的基礎(chǔ)上，可采用設(shè)置不同的主汽壓力給定值來平衡負(fù)荷。即降低需要減少負(fù)荷鍋爐的主汽壓力給定值，同時(shí)提高需要增加負(fù)荷鍋爐的主汽壓力給定值。由于采用了上述解耦方案，盡管蒸汽壓力給定值不同，但仍然可避免由于調(diào)節(jié)方向不同造成的振蕩。

在3臺(tái)鍋爐聯(lián)調(diào)時(shí)，單臺(tái)鍋爐的出口壓力之間變化趨勢(shì)相同，變化幅度相對(duì)于單臺(tái)鍋爐獨(dú)力控制來說，過程參數(shù)變化幅度明顯減小，同時(shí)調(diào)整周期和穩(wěn)定周期明顯縮短。圖8為3臺(tái)聯(lián)調(diào)同一時(shí)間段主汽壓力控制曲線。

圖8 3臺(tái)聯(lián)調(diào)同一時(shí)間段主汽壓力控制曲線

從圖8 a、b、c中可以看出，3臺(tái)鍋爐同一時(shí)間段的壓力變化趨勢(shì)完全一致，變化幅度較以前有明顯下降，母管壓力穩(wěn)定性得到提高。相比單臺(tái)或兩臺(tái)來說，調(diào)節(jié)速度更快，更準(zhǔn)確及時(shí)，同時(shí)先控系統(tǒng)對(duì)每臺(tái)鍋爐出力進(jìn)行優(yōu)化，平衡，提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和整體穩(wěn)定性。從整體控制效果來看，單臺(tái)鍋爐壓力和母管壓力穩(wěn)定性得到提高，實(shí)現(xiàn)鍋爐之間給煤調(diào)節(jié)的同步增減。相比單臺(tái)或兩臺(tái)來說，調(diào)節(jié)速度更快，更準(zhǔn)確及時(shí)。通過調(diào)整壓力給定值使每臺(tái)鍋爐負(fù)荷平衡。實(shí)現(xiàn)了任兩臺(tái)或者三臺(tái)鍋爐投聯(lián)調(diào)控制系統(tǒng)功能。

聯(lián)調(diào)的煤耗和電耗效益統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 聯(lián)調(diào)每噸汽煤耗和電耗效益統(tǒng)計(jì)

按手動(dòng)時(shí)平均標(biāo)準(zhǔn)煤耗約84 kg/t計(jì)算，取3臺(tái)爐負(fù)荷之和480 t，年平均運(yùn)行250 d計(jì)算，3臺(tái)爐約需消耗標(biāo)煤241920 t/a，按節(jié)煤1.5%，年可節(jié)省標(biāo)煤3628.8 t，按每噸標(biāo)煤價(jià)420元計(jì)算，年效益約1524096元。

自動(dòng)控制時(shí)鍋爐電耗平均下降了1.67%。每噸汽電耗按13 kWh汽計(jì)算，取3臺(tái)爐負(fù)荷之和480 t，年平均運(yùn)行250 d計(jì)算，1年可以節(jié)電625248 kWh，電價(jià)按0.35元/kWh計(jì)算，此項(xiàng)年效益約218836元。兩項(xiàng)合計(jì)，3臺(tái)爐聯(lián)調(diào)降低煤耗和電耗年效益大于170×104元。

手動(dòng)、自動(dòng)時(shí)3臺(tái)鍋爐平衡瓦斯氣量之和分別為0.332 t/h和0.526 t/h。

3臺(tái)鍋爐投聯(lián)調(diào)自動(dòng)時(shí)，瓦斯的平衡量要高于手動(dòng)控制的時(shí)候。這樣，聯(lián)調(diào)自動(dòng)控制時(shí)在允許平衡瓦斯的情況下實(shí)現(xiàn)了通過盡可能多的平衡瓦斯，達(dá)到節(jié)約燃料成本的目的。

根據(jù)上面統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，自動(dòng)時(shí)平均每小時(shí)要比手動(dòng)時(shí)多平衡0.194 t瓦斯氣，按年平均運(yùn)行250 d計(jì)算，1年可多平衡瓦斯氣1164 t。瓦斯氣的燃燒值平均按煤的2.5倍計(jì)算，那么因?yàn)槎嗥胶馔咚箽舛?jié)省的燃煤數(shù)是2910 t。瓦斯價(jià)按220元/t，煤價(jià)按210元/t計(jì)算，此項(xiàng)年效益約355020元。

綜合上面的節(jié)煤效益、節(jié)電效益和多平衡瓦斯效益，3臺(tái)爐總的年經(jīng)濟(jì)效益約200×104元。

3 結(jié)束語(yǔ)

錦西石化熱電公司3臺(tái)220 t/h循環(huán)流化床鍋爐先進(jìn)控制系統(tǒng)投入使用后，實(shí)現(xiàn)了燃燒過程的自動(dòng)控制，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且對(duì)燃燒過程的優(yōu)化效果非常明顯，節(jié)煤效果顯著。

[1]李爍.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)調(diào)試運(yùn)行與檢修技術(shù)實(shí)用手冊(cè)[M].吉林科技出版社,2004.

[2]江青茵,無辯識(shí)自適應(yīng)控制預(yù)估算法及應(yīng)用[J],自動(dòng)化學(xué)報(bào),1997（1）:917-1038.

[3]佘文武,曹志凱,江青茵,等,循環(huán)流化床鍋爐床溫動(dòng)態(tài)建模與仿真[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào),2006(1):80-84.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.07.011

么文勇，1989年7月畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)，高級(jí)工程師，從事熱電廠管理工作，E-mail：wenjian6722@163.com，地址：遼寧省葫蘆島市錦西石化分公司熱電公司，125001。

2011-05-22）