[发明专利]燃煤锅炉燃烧基于空气过量系数在线自寻优的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线自寻优的控制方法，特别涉及一种燃煤锅炉燃烧基于空气过量系数在线自寻优的控制方法。

背景技术

目前，我国工业燃煤锅炉普遍存在着锅炉运行效率远低于设计效率的问题，究其原因，主要是检测手段不完善、控制和调节水平低造成的。由于煤质和负荷的变化，使燃煤锅炉的燃烧工况不能做到及时的跟踪调节，而偏离最佳燃烧状态；同时，为了使燃料充分燃烧，往往加大空气量，造成空气过量系数远大于1.2～1.75的正常范围，致使燃煤锅炉的热损失大、热效率低。目前，现有技术中多采用在给煤量不变的情况下调节风煤比的控制方式。但在燃煤锅炉自动燃烧的状态下，由于给煤量随着负荷的变化而变化，造成风煤比值不能及时随着给煤量的变化而自动调整，使风煤比值不佳，造成锅炉热损失大，燃煤锅炉的热效率降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中风煤比值不能及时随着给煤量的变化而自动调整，造成风煤比值不佳，导致燃煤锅炉热损失大以及锅炉的热效率降低的问题而提供的一种燃煤锅炉燃烧基于空气过量系数在线自寻优的控制方法。

本发明提供的燃煤锅炉燃烧基于空气过量系数在线自寻优的控制方法，其具体方法如下所述：

第一步、根据炉膛温度的设定值，采用模糊控制方法，自动调节给煤量的大小，使炉膛温度达到设定的范围内，具体如下：

(1)、设定炉膛温度T₀，采用模糊控制算法，把经炉膛温度传感器检测所得t时刻炉膛温度T_t与给定值T₀进行比较后，即可得炉膛温度偏差e，经计算得到炉膛温度偏差变化ec，Δu为送风控制输出增量，具体公式如下：

e(n)＝T_t(n)-T₀

ec(n)=e(n)-e(n-1)t]]>

u(n)＝u(n-1)+Δu(n)

(2)、设炉膛温度偏差允许的变化范围为±30℃，炉膛温度偏差变化率允许的变化范围为±3℃，则将炉膛温度偏差e及其变化率ec的基本论域定义为[-30，30]和[-3，3]；设送风变频器允许的控制增量变化范围为±0.3Hz，则送风控制输出增量Δu的基本论域定义为[-0.3，0.3]，把它们分成13个等级[-6，6]，组成模糊论域E，EC和ΔU，即{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}，并各自定义7个模糊集合：“正大(PB)”，“正中(PM)”，“正小(PS)”，“零(ZR)”，“负小(NS)”，“负中(NM)”，“负大(NB)”，则E的量化因子为K_e＝6/30＝0.2，EC的量化因子为K_ec＝6/3＝2，ΔU的量化因子为K_Δu＝0.3/6＝0.05。隶属度函数选取正态函数；

(3)、根据模糊控制规则设计原则：当误差较大时，控制量要快速地减少误差，当误差较小时，除了消除误差外，还要考虑系统的稳定性，以避免超调和振荡，制定模糊规则；

(4)、采用离线方式，根据模糊控制规则，采用Mamdani最小----最大法进行模糊推理，计算出输出模糊向量，采用平均最大隶属度法进行反模糊化处理得出模糊控制查询表；

(5)、测量t时刻的炉膛温度偏差e_t和炉膛温度偏差变化ec_t经过论域变换后，转化为模糊值e_t*和ec_t*，然后查询模糊控制表就能够得到t时刻的输出控制模糊值Δu_t*，再乘以量化因子K_Δu＝0.05即可得t时刻输出控制给煤量的增量Δu_t；

(6)、经过采样时间间隔，根据炉膛温度变化再重新计算给煤量的增量，以此完成自动给煤过程；

第二步、炉膛出口烟气含氧量和CO％含量的测量，最佳空气过量系统确定；