一种锅炉智能控制方法、控制系统和存储介质与流程

本技术涉及锅炉自动化控制，尤其涉及一种锅炉智能控制方法、控制系统和存储介质。

背景技术：

1、锅炉是一种能量转换设备，是指能够利用燃料燃烧释放的热能或其他热能将工质水或其他流体加热到一定参数的设备；锅炉分为“锅”和“炉”两部分，其中“锅”是容纳水和蒸汽的受压部件，对水进行加热、汽化和汽水分离，“炉”是进行燃料燃烧或其他热能放热的场所，其中包括有燃烧设备和燃烧室炉膛及放热烟道等；锅与炉在进行着热量转换时，锅炉中产生的热水或蒸汽可直接提供热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。

2、而随着通用计算机技术和人工智能技术日趋成熟，技术外溢对各个行业带来了颠覆性影响，通过“应用新技术推进传统制造行业的技术进行变革，从而达到更加节能、快速高效地生产的目的”是所有锅炉制造企业的目标；目前，现有锅炉的控制中往往是通过传感器来获取某个关键部位(如，锅炉的蒸汽压力或温度)的参数来对确定整个锅炉进行调整和控制，使得锅炉能够稳定供应合格的蒸汽，并基于当前获取到的参数来对整个锅炉进行调节和控制，确保其能够正常运行；但是，上述的技术方案由于仅仅是基于某一参数来对锅炉进行智能控制，并不能及时对其他锅炉部件进行控制和调整，因此必定会导致锅炉在生产过程中造成供应的蒸汽不稳定，无法保证蒸汽的温度和压力均在目标的条件上，更无法基于其中一个部件的运行参数对其余部件进行调整和控制；且在保证蒸汽的品质同时，无法使得锅炉更为节能和稳定，大大提高了监控维护的成本。

3、例如，公开号为“cn107289435a”，专利名称为“一种锅炉蒸汽压力控制系统及方法”的中国发明专利，其为解决“现有的锅炉控制系统单个阀门的调节速度慢，调节范围有限，而且单个阀门调节精度对应只有一种，适用范围小，无法满足锅炉内蒸汽压力的不同需求”的问题，具体是通过在设置两个补充调节阀、两个排放调节阀、信号采集装置、第一信号处理装置、控制器和第二信号处理装置，将信号采集装置与锅炉、所有补充调节阀和排放调节阀相连，利用信号采集装置用于采集锅炉内蒸汽压力信号以及所有补充调节阀和排放调节阀的开度信号，并将压力信号和开度信号发送给第一信号处理装置；由模数转换模块将获取的压力信号和所有开度信号转换为数字信号，得到压力值和所有开度值，并发送给控制器，通过控制器根据给定的压力期望值、压力值和所有开度值输出每个补充调节阀和排放调节阀的调节值，并发送给第二信号处理装置；通过数模转换模块将每个补充调节阀和排放调节阀的调节值转化为模拟信号，并对应发送给补充调节阀和排放调节阀，然后补充调节阀接收的调节值调整锅炉内注入蒸汽的流量开度，使调整后锅炉内蒸汽压力值趋于压力期望值；排放调节阀接收的调节值调整锅炉内排出蒸汽的流量开度，使调整后锅炉内蒸汽压力值趋于压力期望值，最终实现对每个调节阀的精准控制，从而使得锅炉内蒸汽压力更加精准；虽然以上方案实际上能够生产出目标值的蒸汽，但是该方案忽视了在密封环境下，温度对压力的影响，因此无法同步保证蒸汽在温度和压力均都达到目标值的情况下输出蒸汽，进而也无法综合蒸汽的温度和压力情况对锅炉进行控制和调整，最终无法保证蒸汽的品质，且容易造成锅炉的能量浪费。

4、因此，如何对锅炉进行智能化控制，以及如何确保锅炉生产的蒸汽品质，保证其能够稳定持续地输出高品质目标蒸汽是目前技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本技术提供锅炉智能控制方法，该方法在输出高品质蒸汽的同时，还能防止锅筒中的蒸汽含水率高，进入到后续工艺影响蒸汽的质量，防止排出的蒸汽品质受到影响，并能够实现实时地对锅炉进行多方面的智能控制，保证锅炉能够持续地安全运行，提高总体控制的安全性，节约人工维护的成本。

2、本技术第一方面提供一种锅炉智能控制方法，包括：

3、分别获取第一温度值和第一压力值，该第一温度值为汽水分离装置内部的蒸汽温度值，该第一压力值为汽水分离装置内部的蒸汽压力值；

4、比较该第一温度值与预设温度值的大小，该预设温度值为用户设定的蒸汽目标温度值；

5、若该第一温度值大于或等于该预设温度值，则比较该第一压力值与预设压力值的大小，且当该第一压力值大于或等于该预设压力值时，则打开汽水分离装置的输出阀，并关闭锅筒与汽水分离装置的连通阀；其中，该预设压力值基于该预设温度和该汽水分离装置的设计信息计算确定。

6、在一种实施方法中，该比较该第一温度值与预设温度值的大小之后，还包括：

7、若该第一温度值小于该预设温度值，则生产第一范围值，并分别获取第二温度值和第二压力值；其中，该第一范围值为该第一温度值与该预设温度值的区间值，该第二温度值为锅筒内部的蒸汽温度值，该第二压力值为锅筒内部的蒸汽压力值；

8、判断该第二温度值是否落入该第一范围值内；

9、若是，则比较该第二压力值与该预设压力值的大小；

10、若该第二压力值小于该预设压力值，则逐步增加输入炉膛内用于燃烧器燃烧的燃气量。

11、在一种实施方法中，该比较该第一压力值与预设压力值的大小之后，还包括：

12、且当该第一压力值小于该预设压力值时，则关闭炉膛内部的燃烧器，并打开锅筒与汽水分离装置的连通阀，将锅筒内的蒸汽输入到汽水分离装置的内部。

13、在一种实施方法中，该判断该第二温度值是否落入该第一范围值内之后，还包括：

14、若否，则比较该第二温度值与该预设温度值的大小；

15、若该第二温度值小于该预设温度值，则发出第一警报信号，并生成第一故障信息；

16、若该第二温度值大于该预设温度值，则判断该第二压力值是否小于该预设压力值；

17、若是，则发出第二警报信号，并生成第二故障信息；

18、若否，则打开锅筒与汽水分离装置的连通阀，将锅筒内的蒸汽输入到汽水分离装置的内部。

19、在一种实施方法中，该分别获取第一温度值和第一压力值之前，还包括：

20、根据第一操作指令，打开炉膛内部用于输入气体的控制阀，并同时获取第三压力值，该第三压力值为炉膛点火前的压力值；

21、比较该第三压力值与炉膛预设值的大小，当该第三压力值达到炉膛预设值时，则关闭控制阀，并发出点火信号；

22、根据第二操作指令，对炉膛内的燃烧器进行点火，并在预设时长后，重新打开控制阀。

23、在一种实施方法中，该获取第二温度值和第二压力值之后，还包括：

24、计算该第一温度值与该第二温度值的比值，得到蒸汽温度比值；

25、判断该蒸汽温度比值是否大于或等于标准温度比值，该标准温度比值为经验值；

26、若否，则发出正常运行信号；

27、若是，则发出第三警报信号，并生产第三故障信息。

28、在一种实施方法中，该比较该第一温度值与预设温度值的大小之后，该比较该第一压力值与预设压力值的大小之前，还包括：

29、提取汽水分离装置的设计信息，该设计信息包括有：分离筒体积、滤汽筒体积和导出管体积；

30、根据公式一计算得到预设压力值，该公式一为：

31、

32、其中，该v1表示汽水分离装置的分离筒体积；该v2表示汽水分离装置的滤汽筒体积；该v3表示汽水分离装置的导出管体积；该a表示汽水分离装置的体积修正值；该m表示从锅筒输入到汽水分离装置内部的蒸汽气体总质量；该m表示蒸汽气体摩尔质量；该r表示普适气体常量；该t表示预设温度值；该p表示预设压力值。

33、在一种实施方法中，该比较该第二压力值与该预设压力值的大小之后，还包括：

34、若该第二压力值大于或等于该预设压力值，则关闭汽水分离装置的输出阀，并逐步减少输入炉膛内用于燃烧器燃烧的燃气量。

35、本技术第二方面提供一种控制系统，包括：

36、处理器；以及

37、存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

38、本技术第四方面提供一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被控制系统的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

39、本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：

40、在本技术方案中，先通过获取汽水分离装置内部的蒸汽温度值(即，所述第一温度值)，以及获取汽水分离装置内部的蒸汽压力值(即，第一压力值)，确保输出前的蒸汽是高品质的，均能达到用户的要求值，然后通过先比较所述第一温度值与预设温度值的大小，其中预设温度值实际上为用户设定要求的蒸汽目标温度值，当判断得到第一温度值大于或等于预设温度值时，证明锅筒内的蒸汽在满足目标值的，且在满足温度值的前提下还需要再比较所述第一压力值与预设压力值的大小，其中预设压力值基于预设温度和所述汽水分离装置的设计信息计算确定；且当判断第一压力值大于或等于预设压力值时，证明其蒸汽的压力也达到了该预设的值，进而再打开汽水分离装置的输出阀，并同时关闭锅筒与汽水分离装置的连通阀；从而实现在输出高品质蒸汽的同时，还能防止锅筒中含水率过高的蒸汽进入到汽水分离装置内影响蒸汽的质量，防止排出的蒸汽品质受到影响；而且还能实现实时地对锅炉进行多方面的智能控制，保证锅炉能够持续地安全运行，并通过多方面监控锅炉内部的实际情况，提高总体控制的安全性，节约人工维护的成本，且保证蒸汽的输出效率和保证优良蒸汽的持续输出。

41、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。