锅炉效率动态模糊自寻优控制

锅炉效率动态模糊自寻优控制

　锅炉送风调节系统中的送风调节器通过调节风/煤配比来控制锅炉运行的经济性。传统的送风调节系统采用直接保持燃料量与送风量成比例关系的比值调节方式，简单易行，但不具备判断实际风/煤比是否合理的能力，更不能对其进行动态修正，加之国产中小型电站锅炉煤种多样，成分不稳定，直接影响锅炉燃烧状况，所以保持燃料量与送风量为固定比例的送风调节方式并不能始终确保锅炉燃烧过程的最佳经济性。利用锅炉的燃烧效率与烟气含氧量或过量空气系数的关系，在传统比值控制方式下对送风调节回路增加氧量反馈校正环节是实现锅炉高效燃烧的一种重要方法。然而，当负荷大幅变化或煤种改变或对于不同炉型，合适的过剩空气率有很大变化；同时由于氧气测量波动特性大，不利于反馈控制，且非配比空气漏入烟道引起误差，故很难获得较为精确的实际过剩空气率，可见基于烟气氧量较正的控制方法也不能从根本上解决提高燃烧效率的问题。所以风/煤比在线自寻优控制就显得更加必要。

　　2风/煤比与锅炉效率在锅炉的实际运行中，现有的燃烧设备难以保证燃料和空气的彻底混合，为保证完全燃烧必须提供过量空气量。实际空气量（V）与理论空气量（V0）的比值称为过量空气系数（用a表示）即：a=g，a实质上是反映燃料和空气配比的一项指标a过大，一方面锅炉排烟热损失增加，送引风机电耗增大，另一方面造成炉内燃烧不稳，有灭火危险；反之，a太小法则无法保证燃料完全燃烧。选择合适的a是降低锅炉热损失，提高热效率的重要手段。锅炉效率的计算方法有两种：一种是正平衡法：此法必须直接测定燃料消耗量及总有效利用热量公式为：Q进入锅炉的总热量/每小时。

　　由于煤粉量无法在线准确测量，故直接通过2― 1式无法得到效率n通常利用反平衡法来计算锅炉热效率，公式为：q3――气体不完全燃烧损失；q4――固体不完全燃烧热损失；q5散热损失；q6――灰渣物理热损失。

　　即通过测定锅炉各项热损失来计算效率n在一般锅炉控制中，均取送风量与给煤量的比值卩来代替过量空气系数a因此风/煤比与a等价。

　　表示风/煤比与锅炉热损失及热效率间的关系。

　　热效率曲线为单峰向上凸的极值曲线，在煤质、炉体等工况发生改变时，热效率曲线的极值点在a（标准煤料、标准炉）附近――最佳燃烧区漂移，为实时保证锅炉的最佳燃烧效率，需要不断寻找这个最佳工作点。

　　3锅炉效率寻优指标由于锅炉每小时的总有效利用热量Q1越高其效率n也越高，而Q1可以在线计算，故实际控制中采用Q1来代替n作为经济指标。Q1的计算公式如下：Qqt――其它利用的总热量。

　　通过对过热蒸汽、排污水等焓值随温度变化规律的分析，可得锅炉热效率寻优指标表达式如下：4模糊自寻优控制器设计选Fuzzy控制器输入语言变量为：热量信号改变量E1和风机档板上步开度改变量E2输出语言变量为：送风机档板开度U.设偏差q基本论域为：丨一X.，X（，偏差语言变量E1的论E1的量化因子：Ke1=Xk为E1选取8个语言值：PB（正大），PM（负中），NB（负大）同理设偏差e2的基本论域为：丨一Xe2X（2，选定偏差变化语言变量E2的论域为6，为E2选取6个语言值：PB（正大），PM（正中）PS（正小）NS（负小）（负中）和NB（负大）设输出变量U的基本论域为：刘向杰，柴天佑，刘红波。动力锅炉燃烧系统的模糊控制策略。自动化学报，1998，韩树龙。工业锅炉燃烧过程自寻优控制。基础自教学科研工作。