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CFB锅炉燃烧过程优化控制系统简介

一、产品优势
  凯博CFB 锅炉燃烧过程优化控制系统已经销售150余套,经过多个客户的使用证明,该系统具有安全可靠、控制效果明显,可长期稳定运行等特点,因该项目采用的是其自有知识产权的曾经获得专利(专利号:03143920.9)的产品,各项指标完全符合我们提出的技术指标。

本产品优势如下:
1、控制软件平台及控制技术方面的优势:
  工业先进控制技术(APC)是近年来迅速发展的高新技术。自20世纪80年代起,以模型预测控制为主的APC 技术在一些发达国家的流程工业得到较为广泛的应用,主要用以解决复杂流程工业过程存在的多变量耦合、大滞后、时变等由传统的PID控制无法解决的控制问题。采用先进控制,可以改进控制效果,增加过程的平稳性,提高控制精度。在先进控制基础上发展的工业过程的在线优化技术,包括软仪表、故障诊断等技术,可有效的改进工业过程的操作水平,提高经济效益。
  
  凯博CFB 锅炉燃烧过程优化控制系统V1.0 软件包,主要包括以下几项尖端核心技术:
  ①、大滞后时间自动搜寻和预估技术。
  通过组态,可以实时搜寻到锅炉燃烧的滞后时间,再结合各主要控制参数的预估值,从而提前调节燃料和风量。该项技术的应用解决了CFB 锅炉由于大滞后带来的自动控制难题。
  ②、基于因素空间理论的模糊故障诊断技术。
  因素空间是一种建立在模糊数学基础上的新型知识信息表示方法,其新颖之处是将可测的数值信息作为知识概念的表现外延,如此可对概念进行量化描述,从而可用一系列数学手段进行处理,这就为智能系统的在线自适应提供了基础。因此,因素空间在故障诊断、优化决策和专家系统自适应方面均有良好的应用前景。
  利用因素空间的信息表示方法及变权理论开发的模糊故障诊断和决策方法,可以更有效的诊断复杂工业过程的工艺故障;
  ③、自组织优化技术
  根据实时工况,调优风煤比、粒子浓度及氧含量(系统参照特别设计的风煤比及流化状况等软仪表参数信息进行调优),从而达到节约降耗的效果。
2、CFB锅炉燃烧技术研究、技术路线及项目实施方面的优势:
  ①、CFB锅炉燃烧技术研究方面的优势:
  在专利发明人厦门大学江青茵教授亲自主持下,在开发商大连凯博科技发展有限公司技术人员(大部分都是多年从事电力生产过程自动化控制的工程师)参与下,将CFB锅炉燃烧过程优化控制系统软件包应用于CFB锅炉燃烧过程的闭环控制,该项目解决了CFB锅炉燃烧过程在线闭环控制问题,曾经获得国家发明专利(专利号:03143920.9)。目前该项目已实现产业化,2009年6月获得中国华电集团科技进步二等奖。目前已有60多套系统在CFB锅炉上成功应用,并可以长期在自动模式下运行。科研小组的大量科研成果成功应用在已经实施的各个项目中,取得了良好的效果。对CFB锅炉燃烧过程优化行业提供了大量科学详实的理论、架构及数据,为CFB锅炉燃烧过程优化领域做出了极大的贡献。
  ②、技术路线先进:
  CFB锅炉的燃烧机理极其复杂,影响因素众多,许多问题至今从理论上尚无定论。本项目以凯博CFB锅炉燃烧过程优化控制系统V1.0软件作为开发平台,利用其所自带的无辨识自适应控制器解决CFB锅炉煤质多变特性,配合预估控制器解决大滞后、非线性问题,实现燃烧自动控制。要实现CFB锅炉的优化控制,则需要我们能抓住主要矛盾;在循环流化床锅炉的燃烧过程中,炉膛的粒子浓度是表征燃烧状况的重要参数,适当的粒子浓度可以产生高燃烧效率;同时粒子浓度也是影响受热面传热效率的重要因素。因此,控制粒子浓度,可以说是抓住了循环流化床锅炉燃烧过程的关键。但粒子浓度不可测,因此首先通过CFB锅炉燃烧过程和汽水系统的动态建模,通过数学模型构造粒子浓度观测器和调优模型,进而采用我们独创的自组织智能调优技术开发在线的实时调优系统(该智能调优技术已在成功应用于60多套CFB锅炉项目中)。其中:
  a、动态机理模型要正确反映CFB锅炉的燃烧特性,包含几个基本点:床内残碳动态积累和燃烧动力学过程;原料煤带入的挥发份、灰度的释放及燃烧过程;固体物质在床内的动态积累过程和效应;给煤、给风、加料和排渣等操作量对密相区、稀相区粒子浓度的形成影响及其对流动、传热、燃烧及能量平衡的作用关系;
  b、在建模基础上,结合具体工业装置,在线求解算法,实施CFB燃烧过程的燃烧颗粒粒子浓度在线观测系统,实现CFB锅炉燃烧过程密相区和稀相区粒子浓度的在线实时观测计算。
  c、在a,b基础上,以CFB锅炉燃烧过程的粒子浓度为优化对象,以风煤比、一次风与二次风比率、回料量为主要调控手段,结合无辨识自适应控制器,采用独创的自组织调优技术,实施CFB锅炉燃烧过程在线的粒子浓度智能调优系统。
  ③、在项目实施方面的优势:
  目前已有80多套系统在CFB锅炉上成功应用,并可以长期在自动模式下运行。在多年的科研及项目实施历程中,我们积累了大量的现场实践经验,建立了一套科学合理的项目实施流程,本系统在安装调试及试运行期间,不需要停机,在不影响正常运行的情况下,利用在线实时仿真技术,对原系统进行自动跟踪测试,确定最佳运行方案,完成系统的安装调试,即使在正式运行该系统后,也丝毫不改变原DCS的手动操作系统,对用户而言无任何技术风险,能够做到整个调试过程中不会影响生产过程的稳定性。

系统已经成功使用于:

1、中电投集团通辽盛发热电有限公司2台440t/h循环流化床锅炉、中电投集团赤峰电厂1台440t/h循环流化床锅炉、中电投集团开封电厂2台440t/h循环流化床锅炉;

2、神华集团阳光电厂1台440t/h循环流化床锅炉、神华集团准能矸电1台480t/h循环流化床锅炉;

3、中国石油集团锦西石化公司3台220t/h循环流化床锅炉;

4、中国石化集团燕山石化公司1台310t/h循环流化床锅炉、中国石化集团齐鲁石化公司炼油事业部2台240t/h循环流化床锅炉、中国石化集团齐鲁石化公司第二化肥厂3台240t/h循环流化床锅炉、最近与中国石化集团天津石化公司签订了1套440t/h循环流化床锅炉优化项目合同;

5、中国海油集团山东海化7台220t/h循环流化床锅炉;

6、聊城蓝天热电1台130t/h循环流化床锅炉等等。

3、安全可靠性和节能方面的优势:
  ①、安全可靠性高:为保证闭环控制系统的安全运行,CFB锅炉燃烧过程优化控制系统特别设计了具有实时在线功能的故障诊断系统。应用基于因素空间的模糊故障诊断技术,本系统的故障诊断包括工艺故障诊断和仪表故障诊断(特别值得一提的是:系统利用CFB锅炉燃烧过程优化控制系统软件包提供的软仪表功能,构建锅炉流化状况、风煤比状况等对锅炉操作极为有益的软仪表参数信息)。
  ②、节约能源、创造节能空间:应用该系统后,可使锅炉长时期在闭环稳定的状态下自动运行,并可根据实时工况,调优风煤比、粒子浓度及氧含量(系统参照特别设计的风煤比及流化状况等软仪表参数信息进行调优),从而达到节约降耗的效果。在已经实施完成的60多个项目中,发电标煤耗最低降低1%以上,取得了极高的经济效益和社会效益。
  ③、维护成本低:系统实施后,软件无需维护,只要保证运行软件的工控机正常运行即可,基本达到了维护零成本。
  ④、该产品曾经获得国家发明专利(专利号:03143920.9),获得华电集团科技进步二等奖。