一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法与流程

本发明属于工业控制，涉及一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法。

背景技术：

1、水泥是经济建设过程中的基础性原材料，近年来我国水泥工业发展迅速，水泥产量居世界第一。但水泥产量的不断增加也带来了高能耗问题，为了响应节能减排的号召，节约能源，增加企业效益，改善环境，我国水泥行业急需进行产业结构调整和技术创新升级，通过投资建设纯低温余热发电机组，对高温废气的回收利用，不仅具有良好的经济效益，同时也会产生良好的社会效益和环境效益。

2、鉴于余热锅炉窑头及窑尾的废气能量产生侧受限于水泥窑工艺，余热发电机组的运行控制被动跟随，同时系统内主要控制参数之间互相影响，传统的dcs单回路调节方式难以满足变工况下的控制要求，系统运行的平稳性存在不足。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，用于解决现有技术难以满足变工况下的控制要求，系统运行的平稳性存在不足的问题。

2、所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，包括下列步骤：

3、步骤一、优化控制器从控制冷凝器的dcs系统读取相关检测数据；

4、步骤二、根据数据分析，首先确定是否存在优化退出的条件，如果有则退出自动优化状态，否则进入或维持自动优化状态；

5、步骤三、将冷凝器水位优选值进行数据运算处理后，与冷凝器水位设定值进行比较，将比较值送至优化控制器运算得出基本冷凝器补水阀调节指令。

6、优选的，所述步骤二中，当机组在自动条件下不能保证机组安全运行时，如出现测量值过高或过低，测量值和设定值偏差大，测量值信号故障等情况时，本方法将发出提示并将调节方式由自动切换到手动，由运行人员手动操作。

7、优选的，采集的数据包括：冷凝器水位通道故障信号、闪蒸器水位通道故障信号、aqc锅炉省煤器入口水流量故障信号、冷凝器水位自动补水的过程测量值、冷凝器水位的自动补水的控制设定值、冷凝器补水控制的优化指令值、冷凝器补水阀的设定值、冷凝器水流量通道故障信号和从dcs系统到优化控制器通信故障信号；

8、当存在下列任一优化退出的条件，则系统退出自动优化状态：冷凝器水位信号故障、冷凝水流量信号故障、闪蒸器水位信号故障、aqc锅炉省煤器入口水流量故障、冷凝器水位测量值信号与设定值差值过大、冷凝器水位指令值信号与补水阀的设定值差值过大、通信存在故障、前馈信号故障、测点故障和操作员退出优化控制。

9、优选的，所述步骤三中，先通过优化控制前馈处理确定冷凝器水位的优选值和优化控制的前馈补水信号。接着再通过将aqc锅炉汽包水位测量值、aqc锅炉省煤器温度调节阀指令、闪蒸器水位测量值、ph锅炉汽包水位测量值和冷凝水流量这些数据纳入运算处理，对基本冷凝器补水阀调节指令进行修正得出最终冷凝器补水阀调节指令。

10、优选的，所述步骤三中，参与冷凝器补水控制优化的参数具体包括：冷凝器水位优选值、冷凝器水位设定值、冷凝器水流量、闪蒸器水位优选值、aqc锅炉省煤器入口水流量、ph锅炉汽包水位控制阀开度指令、aqc锅炉汽包水位控制阀开度指令、闪蒸器水位控制阀开度指令、aqc锅炉省煤器出口温度控制阀开度指令和冷凝器水位控制阀开度指令。

11、优选的，优化相关的被调量信号、前馈信号、控制信号等均进行信号判断，当前馈信号变化过快或者出现信号故障时，剔除该信号的前馈作用，防止执行机构指令突变，被调量信号故障时，经若干秒延时仍未消失，应将回路切换到手动模式。

12、优选的，优化控制回路涉及串级调节时，设计抗积分饱和功能。

13、优选的，增加了优化控制器，所述优化控制器与原有dcs系统采用modbus通讯进行数据的读取和写入，通过模糊推理、变参数调节和参数拟合对汽水平衡状态的情况以及被控量大幅度变化进行快速响应，对各控制对象的目标值和控制参数进行及时修正，实现自动平稳控制。

14、优选的，在原有dcs系统上位机运行画面中，设置优化投切按钮，优化投切由运行人员进行操作，只有当投切按钮投入的时候，优化控制才会参与运算控制；当极端工况发生时，直接输出一个指令信号，让执行机构只能向减弱这种趋势的方向动作。

15、本发明具有以下优点：本发明通过优化协调控制进行解耦，能够解决现有技术存在的问题，提升系统运行的平稳性。优化控制器对被控量大幅度变化的快速响应，对各控制对象的目标值和控制参数进行及时修正，实现自动平稳控制。在优化控制系统进行手自动切换时，进行相应的信息报警；对于自动退出的条件进行首出功能，便于退出自动后查找最先触发退自动的原因。

技术特征：

1.一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：所述步骤二中，当机组在自动条件下不能保证机组安全运行时，如出现测量值过高或过低，测量值和设定值偏差大，测量值信号故障等情况时，本方法将发出提示并将调节方式由自动切换到手动，由运行人员手动操作。

3.根据权利要求2所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：采集的数据包括：冷凝器水位通道故障信号、闪蒸器水位通道故障信号、aqc锅炉省煤器入口水流量故障信号、冷凝器水位自动补水的过程测量值、冷凝器水位的自动补水的控制设定值、冷凝器补水控制的优化指令值、冷凝器补水阀的设定值、冷凝器水流量通道故障信号和从dcs系统到优化控制器通信故障信号；

4.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：所述步骤三中，先通过优化控制前馈处理确定冷凝器水位的优选值和优化控制的前馈补水信号。接着再通过将aoc锅炉汽包水位测量值、aqc锅炉省煤器温度调节阀指令、闪蒸器水位测量值、ph锅炉汽包水位测量值和冷凝水流量这些数据纳入运算处理，对基本冷凝器补水阀调节指令进行修正得出最终冷凝器补水阀调节指令。

5.根据权利要求4所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：所述步骤三中，参与冷凝器补水控制优化的参数具体包括：冷凝器水位优选值、冷凝器水位设定值、冷凝器水流量、闪蒸器水位优选值、aqc锅炉省煤器入口水流量、ph锅炉汽包水位控制阀开度指令、aqc锅炉汽包水位控制阀开度指令、闪蒸器水位控制阀开度指令、aqc锅炉省煤器出口温度控制阀开度指令和冷凝器水位控制阀开度指令。

6.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：优化相关的被调量信号、前馈信号、控制信号等均进行信号判断，当前馈信号变化过快或者出现信号故障时，剔除该信号的前馈作用，防止执行机构指令突变，被调量信号故障时，经若干秒延时仍未消失，应将回路切换到手动模式。

7.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：优化控制回路涉及串级调节时，设计抗积分饱和功能。

8.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：增加了优化控制器，所述优化控制器与原有dcs系统采用modbus通讯进行数据的读取和写入，通过模糊推理、变参数调节和参数拟合对汽水平衡状态的情况以及被控量大幅度变化进行快速响应，对各控制对象的目标值和控制参数进行及时修正，实现自动平稳控制。

9.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，其特征在于：在原有dcs系统上位机运行画面中，设置优化投切按钮，优化投切由运行人员进行操作，只有当投切按钮投入的时候，优化控制才会参与运算控制；当极端工况发生时，直接输出一个指令信号，让执行机构只能向减弱这种趋势的方向动作。

技术总结本发明属于工业控制技术领域，公开了一种用于水泥窑余热发电的凝汽器水位优化控制方法，包括下列步骤：步骤一、优化控制器从控制冷凝器的DCS系统读取相关检测数据；步骤二、根据数据分析，首先确定是否存在优化退出的条件，如果有则退出自动优化状态，否则进入或维持自动优化状态；步骤三、将冷凝器水位优选值进行数据运算处理后，与冷凝器水位设定值进行比较，将比较值送至优化控制器运算得出基本冷凝器补水阀调节指令。本发明通过优化协调控制进行解耦，能够解决现有技术存在的问题，提升系统运行的平稳性。技术研发人员：杨东旺,陆小松,刘杨杨受保护的技术使用者：安徽海螺信息技术工程有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15