燃燒優化系統在600MW機組鍋爐控制中的應用
1燃燒優化系統
鍋爐燃燒優化系統根據鍋爐負荷和燃用煤種采用優化配風、配煤等運行方式,提高鍋爐燃燒效率,減少煙氣NOx排放,實現鍋爐的經濟環保運行。該系統主要由穩態及動態模型、遺傳尋優算法、動態過程控制3部分組成,通過鍋爐正交性能試驗數據建立神經網絡模型和Kriging模型,將鍋爐運行實時數據、優化操作量約束條件和優化目標代入神經網絡模型或者Kriging模型,運用基于*遺傳算法得到各控制量的*目標,并采用動態控制完成鍋爐狀態*的調整。鍋爐優化控制系統結果見圖1。
從鍋爐運行數據中提取與燃煤發熱量密切相關的信息,建立燃煤熱值的辨識模型,從而在穩態運行丁.況下根據運行數據辨識得到當前燃煤熱值.為燃燒優化控制提供煤質擾動參數.以使控制系統在煤質波動下適時調整鍋爐燃燒狀態。
2實際應用
通遼發電總廠600MW機組鍋爐的燃燒優化控制目標為鍋爐效率zui高、NOx排放zui低及鍋爐運行動態成本zui小。燃燒優化系統與DCS采用485串行接口連接,使用Modbus協議進行數據通信,燃燒優化系統從DCS上獲取鍋爐運行數據,再將優化計箅得到的優化數據送至DCS進行燃燒調整。選取鍋爐效率、NOx排放濃度、飛灰含碳量、風機廠用電、鍋爐運行成本5個被控變量;將煙氣含氧過校正、一次風雖設定(7個)、二次風門開度校正(11個)、給煤量校正(7個)、磨煤機出口風溫校正(7個)、燃燒器擺角口(2個)作為操控變量;將煤質、負荷、環境溫度作為干擾變量。
在機組負荷為600、500、400MW下進行了試驗。該燃燒優化控制系統共有33個回路投入優化運行,括二次風門控制回路(11層)、煙氣氧zui控制回路、給煤機煤量偏置回路(7臺磨煤機)、磨煤機出口溫度控制回路(8臺磨煤機)和一次風量控制回路〔7臺磨機〕。同時,對燃燒優化控制系統的安全性進行了驗證,結果表明該系統在故障死機、通訊中斷、系統失電、優化值出現超限等情況下,DCS的保護控制功能正常,能夠保證機組的安全運行。
3應用結果
在機組600MW和400MW負荷下對燃燒優控制系統分別進行了2組平行工況共4個測試工況對比性能試驗;在基準工況下機組穩定運行1h后進行數據采集,并投人燃燒優化系統,待系統穩定后采集新工況數據,以此作為一組對比數據。試驗采用美國ASMPTC4.1標準,參考GB10184-88《電站鍋爐性能試驗規程》。鍋爐燃燒優化系統投用前、后鍋爐效率試驗結果見表1,鍋爐NOx,排放測試數據見去表2。
由表1、表2可見,在機組600、400MW負荷下,,燃燒優化控制系統投用后,鍋爐效率分別提高了30.58%、0.41%,實測NOx排放量分別降低了123.5、123.8mg/m3,下降幅度分別為12.9%、11.2%,優化*。