CFB锅炉智能优化控制技术

北京2017年4月25日中国国情下的CFB锅炉智能优化控制技术主讲人：于现军北京和隆优化科技股份有限公司2目录关于智能制造与优化控制背景下的中国国情和隆优化在CFB锅炉智能优化控制方面的一些探索智能优化技术用于CFB锅炉的效益分析基于物联网的远程运维与服务模式（HeroRTS）3从智能生产智能制造角度看中国国情@很多制造业企业的管理还很粗犷@很多制造业企业员工的技术水平及责任心还很低@很多制造业企业对智能与优化控制还很不了解@很多制造业企业现场条件测控条件还很差@很多制造业企业都生存困难，缺乏资金@智能优化技术人才短缺—复合型人才，高门槛@行业众多、市场容量巨大……4宝马生产线58秒生产一辆车一条生产线造多种车极其复杂的信息化系统极其苛刻的生产线零故障率工人劳动强度降至最低最高的产品质量最高的劳动生产率最低的成本－最高的效益中国国情下，离散工业实现智能化生产相对容易，流程工业实现智能化生产相对困难。这才是德国“工业4.0”的真相！5原材料原材料资金资金能源能源人力资源人力资源环保环保产品n产品2产品1行业2行业1行业n成本上升、人力资源红利消失、环保趋严、资金短缺……成本上升、人力资源红利消失、环保趋严、资金短缺……两头不可控只有练内功两头不可控只有练内功智能制造减人工优化控制挖效益智能制造减人工优化控制挖效益产品同质化严重、产能严重过剩、行业普遍不景气……产品同质化严重、产能严重过剩、行业普遍不景气……中国制造业现状6使装置在最佳状态下运行使装置在最佳状态下运行让生产装置的生产强度最大让产品质量最好或最合理让产品综合能耗最小生产更加安全生产装置最佳状态也就是其效益最大点！智能优化控制要实现的四个目标7和隆优化在热电行业研发和推广的一些智能优化技术除氧器群智能协调控制技术机炉智能协调优化控制技术多管网智能协调优化控制技术汽轮机AGC智能控制技术蒸汽用户锅炉环保岛全集成智能优化控制技术多炉智能协调优化控制技术锅炉燃烧智能优化控制技术8和隆优化在CFB锅炉上形成的八大核心技术有限条件正确相关技术燃烧效果软测量技术故障诊断、容错与自愈安全控制技术智能接口技术34561278大系统协调优化技术运行数据挖掘处理与统计技术全智能先控模型自寻优及滚动优化模型核心技术9•获得国家授权专利18项、软件著作权42项、商标18件。•获得国家级、省部级科技进步奖、国家重点新产品、科技创新成果、科技创新产品及中国专利优秀奖等荣誉四十余项。•多次获得科技创新基金扶持。已取得的知识产权与成果10已行成的标准化产品—BCS系列产品燃烧装置1、链条炉优化控制系统2、CFB锅炉优化控制系统3、煤粉炉优化控制系统4、高炉热风炉优化控制系统5、加热炉优化控制系统6、回转窑优化控制系统7、石灰窑优化控制系统8、燃气锅炉优化控制系统9、生物质锅炉优化控制系统10、垃圾锅炉优化控制系统11、环保岛全集成协调优化控制技术……BCS技术——————通用燃烧优化控制技术11固体燃料的热平衡方程式（反）通过实施燃烧优化策略来实现Q2+Q3+Q4minQr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6η(%)=（Qr-(Q2+Q3+Q4+Q5+Q6))/Qr其中：Qr：1kg燃料带入燃烧装置的热量（KJ/kg）；Q1：燃烧装置有效利用热量（KJ/kg）；Q2：排出烟气所带走的热量（KJ/kg）；Q3：气体不完全燃烧热损失（KJ/kg）；Q4：固体不完全燃烧热损失（KJ/kg）；Q5：燃烧装置的散热损失（KJ/kg）；Q6：灰渣带走的物理热量（KJ/kg）。如何让热效率最大？和隆优化研究锅炉、窑炉燃烧优化的理论根据12和隆优化研究锅炉、窑炉燃烧优化的理论根据世界著名数学家华罗庚的优选学-瞎子爬山法世界著名数学家华罗庚的优选学-瞎子爬山法我们知道，有经验的操作人员可以根据每次操作后参数的变化趋势，人工改变控制量等部分参数，直到临近最高点(亚优点),这种行为叫做“自寻优”的思路。但由于工况的频繁波动，人工是无法长期使锅炉运行在最佳燃烧状态的。13BCS核心技术-燃烧效果软测量技术根据可测的一些变量或一些变量的变化趋势采用软测量技术得到了一个非常重要的中间变量-燃烧效果变量（Ф）。14BCS技术的应用条件•执行机构死区与空行程应尽可能优于2％•燃料及三大风机等应有可调余量（额定负荷时挡板开度小于70%，变频开度小于95%）•不要求相关仪表绝对精确，但趋势必须正确。•现有DCS系统应是开放的•OPC•MODBUS•…..通讯仪表设备能力15在CFB锅炉上实施智能优化技术所能实现的技术指标长期可靠自控率大于90%，显著降低工人劳动强度；汽包水位控制精度：R±2%(20万机组，90%时间)；主汽温度控制精度：R±2℃(20万机组，90%时间)；主汽压力控制精度：R±0.2MPa(20万机组，90%时间)；炉膛负压控制精度：R±20Pa；床温控制精度：R±2℃；(中温返料)；断煤自动处理率大于90%（需有煤量称重信号或断煤信号且至少有两股给煤）；实现燃料量、风量及运行控制点的三维动态优化，吨汽煤耗降低1.5%以上。16安全保障功能各种报警、预报警定位到点故障诊断、容错和自愈处理保证优化站在极端情况下安全性避免极端情况和人为误操作隐患智能语音报警容错与自动处理快速无扰切换安全限幅安全是最大效益！17CFB锅炉燃烧优化控制系统-主流程图18操作功能：一键快速全切功能和按回路切换功能及通讯故障自动切除功能；各回路基本控制点设定功能；全自动快速升降负荷处理功能；本炉运行角色设置功能—运行炉还是调节炉；重要参数显示功能—从BCS侧传送过来的；BCS系统智能语音报警功能测试与报警清除功能。在DCS上设计的优化操作画面-在原系统上掌控BCS19CFB锅炉燃烧智能优化控制总框图20燃料24小时优化曲线风量24小时优化曲线自寻优曲线-已成为项目验收标准曲线氧量控制点24小时优化曲线单次优化曲线21左右半床不平衡故障自愈曲线手动操作和优化操作时床温对比曲线（中温返料CFB）CFB锅炉故障诊断、容错与自愈控制功能一22左右两侧进煤的不平衡、返料的不平衡、排渣的不平衡以及配风的不平衡都有可能造成两侧废气含氧量的偏移。该功能可自动在保证左右半床温度平衡、负荷稳定的前提下调整给煤状态以恢复氧含量的平衡。废气含氧量不平衡自愈控制效果曲线CFB锅炉故障诊断、容错与自愈控制功能二23断煤快速处理曲线图断煤后负压快速处理曲线图断煤处理模型已经考虑到两侧床温的平衡和废气含氧量的平衡问题，它会智能分配断煤量。CFB锅炉故障诊断、容错与自愈控制功能三24手动操作曲线全自动优化曲线在实现自动调整负荷的同时，维持主汽压力的稳定，实现负荷调整速率≥2MW/min。计划性快速升降负荷控制25锅炉运行及操作效果评价功能1）精确统计每班（可设置任意时间段）锅炉运行的主要经济、技术数据；2）可以用于验证锅炉采用BCS技术后的效果或评价操作人员的操作水平。26多炉协调优化控制功能1）根据蒸汽用户总负荷、锅炉的燃料-负荷特性曲线和各炉炉况动态确定各台锅炉的出力，使锅炉在满足总负荷需求的前提下的总用煤量进一步减少；2）当某种干扰发生使蒸汽母管压力发生波动时迅速采取最佳控制策略，使一台或若干台调节炉的负荷、给煤、给风、引风同时动作以最快的速度稳定母管压力和各管网压力；3）锅炉侧的快速响应为实现发电机组AGC功能的长期可靠投用奠定坚实基础。多炉协调管网图27其他功能1）异常床温自动屏蔽及控制点智能处理功能；2）低负荷下的汽温协调功能（中温返料CFB）；3）给水压力异常状态下多炉协调功能；……28用户是唯一裁判成功与否，用户是唯一的裁判！否则和隆优化分文不取！29效益分析以内蒙古鄂尔多斯某电厂3#480吨CFB锅炉（共六台），自控率＞90%；吨汽标煤耗降低2.0%，年耗标煤36.5万吨：年节标煤量=36.5×2.0%=7300（吨）折标煤价按368元/t计，则年节能效益为：7300×368元/t=269(万元/年)其他的经济效益如：节电效益、环保效益、设备正常运行寿命的延长等尚未计算在内。30截止到2017年3月底已推广应用了近千台套多种燃烧装置业绩分布31和隆优化在CFB锅炉上的部分应用业绩3233产品直销渠道销售服务盈利常规销售、EPC、租赁等模式。通过智能优化物联网（HeroRTS）开展线上运维服务。产品直销渠道销售产品直销服务盈利渠道销售产品直销发展资源代理，强强合作，延伸市场销售，实现多赢。商业模式34基于物联网的和隆优化远程运维服务平台—北京智能制造物联网服务平台（HeroRTS）35基于物联网的和隆优化远程运维服务平台—济南智能制造物联网服务平台（HeroRTS）