[发明专利]注汽锅炉最优化运行控制系统

说明书

技术领域

本发明属于锅炉控制技术领域，具体是一种注汽锅炉最优化运行控制系统。

背景技术

八十年代初期引进国外注汽锅炉技术，并进行合作生产，随着稠油开发力度进一步加大，对注汽锅炉需求量逐年增加，注汽锅炉也逐步国产化，而国产化的注汽锅炉在炉型结构、控制方式都没有根本性改进及提高，因此注汽锅炉的技术仍停留在八十年初的水平，无法满足石油企业生产要求。

稠油热采的蒸汽驱油其蒸汽质量将直接影响采收率，蒸汽质量通常用蒸汽干度(汽水分离程度)来衡量，蒸汽干度低，注汽效果差；但蒸汽干度高，易造成炉管过热(干度大于85％)，因此注汽锅炉的干度被控制在70-80％左右。

燃烧器控制精度差、燃料发热值不稳以及供汽负荷的变化都造成蒸汽干度波动，影响注汽质量和设备的安全运行；一但蒸汽干度超高，易造成传热管路析盐、传热恶化，严重时酿成爆管等恶性安全事故。

从九十年代末，国内开始研究蒸汽干度控制，因注汽锅炉的时迟大，采用电导在线测量干度，其控制效果不佳，限制了该技术的进一步深化。

当燃料量、热效率、给水温度、蒸汽压力发生变化时，利用锅炉热效率值推算出蒸汽干度，根据计算出的干度，对燃料的输入量进行控制，能快速抑制锅炉干度变化，稳定出口蒸汽干度。

传统注汽锅炉的缺点是：利用锅炉热效率值推算出蒸汽干度与锅炉蒸汽干度的真实值是有一定差异，且锅炉使用时间越久，不确定因素的累积越多，如积灰、管线结垢等，而散热损失增大都会加大推算出蒸汽干度与真实值之差，难以实现锅炉蒸汽干度准确控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种注汽锅炉最优化运行控制系统，既具有快速抑制锅炉干度变化的优势，又能长期保证锅炉蒸汽干度的准确控制。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种注汽锅炉最优化运行控制系统，包括供水机构、加热炉膛、鼓风机构、燃气供应机构、燃油供应机构、蒸汽输出机构和烟囱，其中供水机构向加热炉膛供水，鼓风机构向加热炉膛送氧，燃气供应机构向加热炉膛供燃气，燃油供应机构向加热炉膛供燃油，加热炉膛生成的蒸汽由蒸汽输出机构输出，加热炉膛产生的烟气经烟囱排出，其关键在于：

在所述烟囱的出口处安装有烟气温度传感器和烟气含氧量传感器，在所述供水机构中安装有进水流量计、进水温度计和给水电导检测计，在所述燃油供应机构中安装有燃油流量计、在所述燃气供应机构中安装有燃气流量计，在所述蒸汽输出机构中安装有炉水电导检测计；

在所述燃油供应机构中安装有燃油电控阀，在所述燃气供应机构中安装有燃气电磁阀，所述燃油电控阀和燃气电磁阀由电动执行机构驱动，在所述鼓风机构中安装有鼓风机，该鼓风机由鼓风机变频器驱动，在所述供水机构中安装有给水泵，该给水泵由给水变频器驱动；

所述烟气温度传感器、烟气含氧量传感器、进水流量计、进水温度计、燃油流量计、燃气流量计、给水电导检测计和炉水电导检测计的输出端分别连接在CPU的烟气温度端、烟气含氧量端、进水流量端、进水温度端、燃油流量端、燃气流量端、给水电导端和炉水电导端上；

所述CPU的燃料控制端、风量控制端、给水控制端分别连接所述电动执行机构、鼓风机变频器和给水变频器的输入端；

CPU存储有绝压下饱和水的汽化潜热值Hqh和绝压下的饱和水焓值Hbs；

所述CPU还设置有：

用于开始的装置；

用于读取设定锅炉热效率η’、设定测算干度G1、设定电导干度G3、燃料热值Rr、绝压下的饱和水焓值Hbs、绝压下饱和水的汽化潜热值Hqh的装置；η’、G1和G3为事先设定值，存储在CPU的存储器中。Rr、Hbs和Hqh是可以通过现有技术测得的物质固有特性数据，存储在CPU的存储器中。

用于采集烟气温度T_yq、烟气含氧量O2、燃料流量Qr、锅炉进水温度值T1和进水流量Q的装置；

烟气温度T_yq由烟气温度传感器测得，烟气含氧量O2由烟气含氧量传感器测得，燃料流量Qr由燃油流量计和燃气流量计测得，锅炉进水温度值T1由进水温度计测得，进水流量Q由进水流量计测得。

用于计算锅炉进水焓值Hs的装置；进水焓值Hs由T1获得，为成熟技术。

用于计算过剩空气系数Y_yq的装置；Y_yq＝21/(21-O2)。

用于计算锅炉热效率η的装置；