[发明专利]基于规则的电站锅炉燃烧节煤降氮控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于燃煤火电厂控制技术领域，是一种基于对现场设备操作记录中，寻找到最优的操作方式，将其归纳总结后形成的控制规则，并在控制装置中实现的基于规则的控制方法和一整套相对应控制装置。

背景技术

当前，随着燃煤机组的发展和应用，对燃煤机组的控制深度也提出更新的要求，如对燃煤火电发电厂节能和降低NOx排放的控制。而这些参数的控制存在多参量、控制模型复杂等的特点，用常规的PID控制方式已经很难担负这些任务，而基于模型的控制方法以及像神经网络等涉及到高水平的人力资源，而且维护困难。

基于规则的控制方法可以很好的解决上述这些问题，通过对历史数据的挖掘及人工分析，找出每个工况下的最优操作结果，通过规则控制方法，直接控制现场设备，完全可以有效的实现对节能降耗等用常规方法无法完成的控制。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种基于规则的电站锅炉燃烧节煤降氮控制方法，内容主要以工况优化为基本优化手段，通过数据的深层次分析和挖掘，解析运行的历史行为，获得运行模式知识库，对电厂进行全厂节能综合评估和诊断，分析节能潜力，提供用于优化操作的知识库和规律，形成降低NOX和提高锅炉效率的规则，通过本发明实现对现场设备控制，达到降低NOX和提高锅炉效率的目标。

本发明具体采用以下方案。

一种基于规则的电站锅炉燃烧节煤降氮控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）基于对现场设备的被控参数进行操作的历史操作记录，针对提高锅炉效率和降低NOx排放两个不同控制目标，寻找各种工况参数组合下对所述现场设备的被控参数的最优的操作方式，并将这些最优的操作方式汇总形成两套控制规则；其中现场设备包括磨二次风门，燃烬风门，工况参数包括机组功率、煤质系数和磨运行配风方式；

（2）将步骤（1）中形成的相对于控制节煤及降氮两个不同控制目标的两套控制规则加载到PLC控制站中；

（3）在操作员站选择提高锅炉效率或降低NOx排放不同的控制目标指令下发给PLC控制站；

（4）PLC控制站在接到操作员站下发的控制目标指令后选择该控制目标对应的控制规则，根据当前工况参数组合，从所述控制规则中选择对应的对被控参数的控制值，并实时形成相应的当前操作指令下发给分散控制系统DCS；

（5）当分散控制系统DCS接收到PLC控制站下发的当前操作指令后，在分散控制系统DCS内部与原有的自动逻辑进行切换，用当前操作指令替换原有的自动逻辑指令，并通过分散控制系统DCS原有的设备手操站等，最终控制现场设备，即磨二次风门及燃烬风门。

本发明还公开了一种实现上述基于规则的电站锅炉燃烧节煤降氮控制方法的装置，包括计算站、操作员站、交换机、PLC维护站、PLC控制站，以及各DCS系统，其特征在于：

计算站、操作员站以及PLC维护站通过交换机与PLC控制站网络相连；

PLC控制站与各分散控制系统DCS通过控制线和网络相连；

计算站用于完成实时煤质系数和机组功率的计算，为PLC控制站提供当前的煤质系数及机组功率；

操作员站用于运行人员进行提高锅炉效率或降低NOx排放的不同的控制目标指令的投切，并监视相关的工况参数、被控参数的控制值；

PLC维护站用于维护工程师维护PLC控制站的控制逻辑；

PLC控制站用于实现整个控制功能，实现实时逻辑判断，并接受操作员站下发的控制指令，并根据计算站上传的当前工况参数和相应的控制规则形成当前操作指令下发给各分散控制系统DCS，完成对现场设备的控制。

本发明公开装置的操作指令最后在DCS系统切换后，送到现场进行控制。本发明可以获得锅炉效率与氮氧化物排放多目标优化的运行方案，实现锅炉污染物排放最低（预设值）时的锅炉优化运行方案，或者获得锅炉效率最大时的优化运行方案。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、找一种最新的有效的对于复杂控制对象控制方法的途径；

对于复杂的控制对象，如锅炉效率和NOX，由于受到多因素（煤质，负荷，运行状态）的影响，采用常规的方法无法完成，而采用本专利的方法，通过对最优操作方式的挖掘，并对参数理论分析后，形成控制规则，方便的完成对控制目标的控制。

2、减少在系统维护过程中高智力人力的投入；