[发明专利]一种锅炉烟气含氧量自动控制系统和方法

说明书

本公开涉及自动控制技术领域，提供了一种锅炉烟气含氧量自动控制系统和方法。该方法包括：基于以锅炉排烟含氧量为被控对象的外环反馈控制系统的外环反馈控制器，响应锅炉的实际排烟含氧量与设定排烟含氧量的偏差，输出使锅炉的排烟含氧量维持在预设的烟气含氧量设定值附近的燃料量主控指令信号；基于以锅炉燃气量调节装置为被控对象的内环反馈控制系统的内环反馈控制器，响应系统干扰，输出用于消除锅炉实际燃料量与燃料量主控指令信号期望的燃料量偏差的第一燃气阀门开度信号；基于内环前馈控制器，响应外环反馈控制器输出的燃料量主控指令信号的变化，输出调节锅炉实际燃料量的第二燃气阀门开度信号。本公开实现了系统的解耦控制。

技术领域

本公开涉及锅炉自动控制技术领域，尤其涉及一种锅炉烟气含氧量自动控制系统和方法。

背景技术

燃气锅炉的烟气含氧量是锅炉燃烧的一个重要的指标，烟气含氧量与锅炉燃烧效率、排烟热损失等有很大的关系，而影响烟气含氧量的因素主要有燃料量、燃料成分、空气量等。当前工业生产中主要采用单个PID反馈控制器来调节锅炉的燃料量，从而控制锅炉的烟气含氧量，然而该PID控制器需要尽快消除系统干扰，同时还需要快速跟踪燃料量主控指令，当外部干扰和燃料量主控指令变化较快时，该PID控制器很难兼顾这两方面性能。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供了一种锅炉烟气含氧量自动控制系统和方法，以解决燃气锅炉在烟气含氧量控制过程中，单个反馈控制器无法兼顾抗外部干扰和跟踪燃料量主控指令的问题。

本公开实施例的第一方面，提供了一种锅炉烟气含氧量自动控制系统，包括：外环反馈控制器，布置于以锅炉排烟含氧量为被控对象的外环反馈控制系统中，外环反馈控制器用于响应锅炉的实际排烟含氧量与设定排烟含氧量的偏差，输出使锅炉的排烟含氧量维持在预设的烟气含氧量设定值附近的燃料量主控指令信号；内环反馈控制器，布置于以锅炉燃气量调节装置为被控对象的内环反馈控制系统中，内环反馈控制器用于响应系统干扰，输出用于消除锅炉实际燃料量与燃料量主控指令信号期望的燃料量之间的偏差的第一燃气阀门开度信号；内环前馈控制器，与内环反馈控制器并联，内环前馈控制器用于响应外环反馈控制器输出的燃料量主控指令信号的变化，输出调节锅炉实际燃料量的第二燃气阀门开度信号。

本公开实施例的第二方面，提供了一种锅炉烟气含氧量自动控制方法，包括：基于以锅炉排烟含氧量为被控对象的外环反馈控制系统中的外环反馈控制器，响应锅炉的实际排烟含氧量与设定排烟含氧量的偏差，输出使锅炉的排烟含氧量维持在预设的烟气含氧量设定值附近的燃料量主控指令信号；基于以锅炉燃气量调节装置为被控对象的内环反馈控制系统中的内环反馈控制器，响应系统干扰，输出用于消除锅炉实际燃料量与燃料量主控指令信号期望的燃料量之间的偏差的第一燃气阀门开度信号；基于与内环反馈控制器并联的内环前馈控制器，响应外环反馈控制器输出的燃料量主控指令信号的变化，输出调节锅炉实际燃料量的第二燃气阀门开度信号。

本公开实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过基于以锅炉排烟含氧量为被控对象的外环反馈控制系统中的外环反馈控制器，响应锅炉的实际排烟含氧量与设定排烟含氧量的偏差，输出使锅炉的排烟含氧量维持在预设的烟气含氧量设定值附近的燃料量主控指令信号；基于以锅炉燃气量调节装置为被控对象的内环反馈控制系统中的内环反馈控制器，响应系统干扰，输出用于消除锅炉实际燃料量与燃料量主控指令信号期望的燃料量之间的偏差的第一燃气阀门开度信号；基于与内环反馈控制器并联的内环前馈控制器，响应外环反馈控制器输出的燃料量主控指令信号的变化，输出调节锅炉实际燃料量的第二燃气阀门开度信号，从而形成外环与内环的串级控制回路，由外环控制回路维持烟气含氧量的反馈控制，并且在内环控制回路可以同时满足抗干扰和跟踪设定值两个方面的性能要求，实现了两个性能指标之间的解耦控制。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。