一种循环流化床锅炉优化自动控制系统的制作方法

本发明属于循环流化床锅炉系统优化，具体涉及一种循环流化床锅炉优化自动控制系统。

背景技术：

1、循环流化床(cfb)锅炉燃料适应能力强、环保性能佳和负荷调节范围宽等优点已广为人知，但经过长期的运行实践，人们更加体会到cfb锅炉控制的难度和控制策略的重要性。循环流化床锅炉cfb是一个分布参数、非线性、时变、大滞后及多变量紧密偶合的复杂系统，因此常规的dcs系统在控制策略不能达到锅炉稳定和优化的燃烧，特别是某一参数变化后往往需要人工介入调解，因此很强依赖于操作人员的能力和经验。

2、因此，针对上述问题，予以进一步改进。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种循环流化床锅炉优化自动控制系统，其进行自动化，燃烧自动的投入既可以提高锅炉燃烧的经济性，又可以防止由于人为操作不及时甚至误操作导致的各种事故，保证燃烧自动的可靠性与安全性。

2、为达到以上目的，本发明提供一种循环流化床锅炉优化自动控制系统，用于优化锅炉燃烧自动投入，包括汽包水位自动控制模块、主蒸汽温度自动控制模块、二级减温入口温度自动控制模块、炉膛负压自动控制模块、氧量与二次风流量自动控制模块、二次风压力自动控制模块、冷一次风流量自动控制模块、进炉膛热一次热风量自动控制模块和给煤机自动控制模块，其中：

3、所述汽包水位自动控制模块通过调节主给水门的开度控制汽包水位，并且根据预设的投入条件和切除条件进行控制汽包水位；

4、所述主蒸汽温度自动控制模块通过调节第一减温水门开度控制过热蒸汽温度；第一主蒸汽副调控制第一减温器出口(喷水后)温度，第一主蒸汽主调控制过热蒸汽温度，并且引入喷水后温度限制(可设喷水后温度上、下限进行干预，保证不过度喷水)，根据温度控制情况，引入入口汽温并且优化前馈信号(床温、燃料量和汽包压力参与控制)，从而完成主蒸汽温度自动控制；

5、所述二级减温入口温度自动控制模块通过调节第二减温水门开度控制过热蒸汽温度；第二主蒸汽副调控制第二减温器出口(喷水后)温度，第二主蒸汽主调控制过热蒸汽温度，并且引入喷水后温度限制(可设喷水后温度上、下限进行干预，保证不过度喷水)，根据温度控制情况，引入入口汽温并且优化前馈信号(床温、燃料量和汽包压力参与控制)，从而完成二级减温入口温度自动控制；

6、所述炉膛负压自动控制模块根据炉膛负压，通过单回路调节引风机液耦，维持炉膛负压在设定值，同时一二风指令的信号作为前馈回路，从而提前修正引风机变频开度(避免负压波动较大)；

7、所述氧量与二次风流量自动控制模块根据锅炉氧量和总燃料量信号调节二次风档板，加煤加二次风，减煤减二次风，并且风煤比自学习自适应；

8、所述二次风压力自动控制模块根据锅炉负荷确定的二次风压目标，与实际的二次风压信号比较，调节二次风量档板，通过负荷目标值，自动计算当前负荷需要的二次风压；

9、所述冷一次风流量自动控制模块根据锅炉主汽压力、一次风量和总燃料量信号和负荷信号，调节一次风档板，通过负荷和煤量目标值，自动计算当前负荷需要的一次风量，主汽压力辅助修正一次风量，加煤加一次风，减煤减一次风；

10、所述进炉膛热一次热风量自动控制模块根据锅炉负荷确定的一次热风量(直接进入炉膛部分)目标，与实际的热一次风量信号比较，调节一次风档板，通过负荷目标值，自动计算当前负荷需要的热一次风量；

11、所述给煤机自动控制模块根据主汽压力、蒸汽流量、床温、汽包压力和给煤量调节给煤总操，给煤总操再调节投入自动的给煤机，同时将氧量偏差信号、床温变化率、汽包压力变化率作为给煤机调节的前馈，对给煤机调节进行校正。

12、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述汽包水位自动控制模块包括主给水调节阀和副给水调节阀，所述副给水调节阀用于控制给水流量，所述主给水调节阀用于控制汽包水位并且将生成的给水流量信号传输到所述副给水调节阀，将主蒸汽流量作为所述主给水调节阀的前馈信号，从而直接修正最终的给水流量(当给水流量、主蒸汽流量故障、两个流量都低于100t/h时，三冲量调节自动切换为单冲量调节)；

13、对于投入条件和切除条件，条件不具备时，限制投自动；调节阀故障、信号故障、水位与目标值偏差大时，切除自动，其中：

14、对于投入条件：

15、检查将投入自动控制的调节门(主给水或旁路给水)的顺畅度、阀位指令和反馈偏差不大于预设范围(1％)；要投入旁路给水调节门，如果开度小于20％，则主给水调节门适当关小，旁路给水门适当开大，待开度范围在15％-70％，水位正常以后即投入自动；投入自动以后，通过手操器面板修改汽包水位设定值，投入自动以后，设定控制值，单个投入自动，在手操器上设定目标值，如果多台都投入自动，设定目标值时多个设定值的平均值；

16、对于切除条件：

17、当以下切除条件中任何一个满足时，自动立即切换为手动控制，并发出声光报警：

18、(1)调节阀指令与反馈偏差>10％；

19、(2)汽包水位实际值与设定值偏差>150mm；

20、(3)水位信号异常(水位信号<-250mm或水位信号>250mm，或变化速率>50mm),滞后2秒切手动；

21、(4)主给水流量实际值与目标值偏差>50t/h(三冲量时)；

22、(5)主蒸汽流量信号异常(流量信号<100t/h或流量信号>450t/h，或变化速率>30t/h),滞后2秒切手动(三冲量时)；

23、(6)给水流量变化信号异常(流量信号<100t/h或流量信号>480t/h，或变化速率>30t/h)，滞后2秒切手动(三冲量时)。

24、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于所述主蒸汽温度自动控制模块，当以下自动投入条件中任何一个不满足时，主蒸汽温度自动立即切换为手动控制，并发出声光报警：

25、(1)调节阀指令与反馈偏差>10％；

26、(2)主蒸汽温度实际值与设定值偏差>30℃；

27、(3)喷水后温度信号异常(大于600℃或小于10℃，或变化速率大于2℃)；

28、(4)主蒸汽温度信号异常(大于600℃或小于10℃，或变化速率大于2℃)；

29、(5)喷水后温度实际值与设定值偏差>60℃。

30、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于所述炉膛负压自动控制模块，当自动投入条件中任何一个满足时，炉膛负压自动立即切换为手动控制，并发出声光报警：

31、(1)引风指令与反馈偏差>10％；

32、(2)炉膛负压实际值与设定值偏差>500pa；

33、(3)负压信号异常(负压信号<-1000pa或负压信号>1000pa，或变化速率>200pa),滞后2秒切手动。

34、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于所述氧量与二次风流量自动控制模块，当自动投入条件中任何一个不满足时，自动状态下，二次风自动立即切换为手动控制，并发出声光报警：

35、(1)指令与反馈偏差>10％；

36、(2)氧量实际值与设定值偏差>3；

37、(3)氧量信号超限(正常0.3％<流量信号<12％，并且变化速率<1％)；

38、(4)一键切除燃烧系统自动。

39、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于所述二次风压力自动控制模块，当自动投入条件中任何一个不满足时，一次风自动立即切换为手动控制，并发出声光报警：

40、(1)指令与反馈偏差>10％；

41、(2)风压实际值与计算目标值偏差〉2kpa；

42、(3)风压信号超限(正常1kpa<压力信号<10kpa，并且变化速率<2kpa)；

43、(4)一键切除燃烧系统自动。

44、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于所述冷一次风流量自动控制模块，当自动投入条件中任何一个不满足时，一次风自动立即切换为手动控制，并发出声光报警：

45、(1)一次风机变频指令与反馈偏差>10％；

46、(2)风量实际值与计算目标值偏差〉20km3/h；

47、(3)风量信号超限(正常10km3/h<流量信号<400km3/h％，并且变化速率<10km3/h)；

48、(4)引风手动(相当于一键切除燃烧系统自动)。

49、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于进炉膛热一次热风量自动控制模块，当自动投入条件中任何一个不满足时，一次风自动立即切换为手动控制，并发出声光报警：

50、(1)指令与反馈偏差>10％；

51、(2)风量实际值与计算目标值偏差〉20km3/h；

52、(3)风量信号超限(正常10km3/h<流量信号<100km3/h％，并且变化速率<10km3/h)；

53、(4)一键切除燃烧系统自动。

54、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于所述给煤机自动控制模块，给煤总操输出的是总的给煤指令，投入条件(下列条件全部满足)为：

55、(1)给煤单操任一个投入自动；

56、(2)负荷指令与负荷目标偏差小于40吨；

57、(3)压力指令与压力目标偏差小于1mpa；

58、(4)床温指令与床温目标偏差小于60℃；

59、(5)煤量指令与煤量目标偏差小于10吨；

60、(6)煤量信号超限(正常1t/h<信号<80t/h，并且变化速率<3t/h)

61、(7)主蒸压力信号正常(正常1mpa<压力信号<12mpa，并且变化速率<1mpa)。

62、(8)主蒸汽流量信号正常(正常50t/h<流量信号<500t/h，并且变化速率<30t/h)。

63、(9)一键切除燃烧系统自动，两个给煤量信号同时异常。