一种燃气锅炉燃烧优化控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113834092A(43)申请公布日2021.12.24(21)申请号202111187949.3(22)申请日2021.10.12(71)申请人中国矿业大学地址221000江苏省徐州市铜山区大学路1号(72)发明人余波彭献永闫伟杰周怀春(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人徐尔东(51)Int.Cl.F23N5/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种燃气锅炉燃烧优化控制方法(57)摘要本发明公开了一种燃气锅炉燃烧优化控制方法，包括构建优化操作参数矩阵、数据查询、历史数据更新，本发明通过移动平均获得相对平稳的数据特征，构建优化操作参数矩阵，通过数据查询表，对燃气锅炉燃烧过程进行控制，可以实现燃料/负荷的平均值逐步降低至最优状态，能够快速给定燃烧优化控制参数，避免反馈调节带来的系统波动，提高锅炉燃烧效率。CN113834092ACN113834092A权利要求书1/3页1.一种燃气锅炉燃烧优化控制方法，其特征在于，包括具体包括以下步骤：(1)构建优化操作参数矩阵，具体包括：(a)将系统中负荷、燃气耗量、空气温度、各供风设备及风门的操作参数为特征变量；(b)按年为单位，选取至少1年的步骤(a)中各特征变量的历史运行数据作为燃烧优化参考数据，并对数据进行按时间升序排列；(c)对步骤(b)中选取的特征变量的参考数据进行平均操作，平均方法为移动平均或者分段平均；(d)按照时间间隔采集步骤(c)中的特征参数均值，时间间隔1分钟‑10分钟，建立时序的特征数据表；(e)对负荷段进行划分，通常选取锅炉额定负荷的0.1％‑1％作为负荷间隔，分段数不超过500，选取最大负荷Lmax，最小负荷Lmin，确定分段间隔ΔL或者分段段数n，获得负荷特征值为L0、L1、L2、……、Ln；(f1)对空气温度进行划分，选取1‑3℃作为温度间隔，选取最高气温Tmax，最低气温Tmin，确定分段间隔ΔT或者分段段数m，获得温度特征值为T0、T1、T2、……、Tm；(f2)对空气湿度进行修正，通过式(1)将空气流量折算成对应干空气流量，通过式(2)将风机频率进行修正；其中：V干是干空气体积；V空是湿空气体积；RU是空气相对湿度％；P水为环境温度下水的饱和蒸气压，Pa；P空为环境大气压力，Pa；其中：Q干是干空气体积；Q空是湿空气体积；N1是修正后的风机转速；N0是采集的风机转速；(g)将特征参数集数据以负荷为主关键字、空气温度为次关键字进行排序，按照最相近原则，将数据集中的数据进行归类，计算特征负荷、特征温度对应的燃气耗量、各供风设备及风门操作参数的平均值，构建优化操作参数矩阵；(2)数据查询；具体包括：(a1)根据设定负荷，查询步骤(g)中优化操作参数矩阵中的最临近负荷值，确定燃气耗量，根据环境温度修正、湿度修正，确定各供风设备及风门操作参数；(b1)判断过量空气系数α是否处于1.05‑1.15之间，如果满足直接DCS输出控制参数，否则：如果α＜1.05，增加风机频率，满足过量空气系数α＝1.05；2CN113834092A权利要求书2/3页如果α＞1.15，减小风机频率，满足过量空气系数α＝1.15。(3)历史数据更新；具体包括：按照新的时间周期，将新运行的历史数据添加进历史运行数据库，对新周期的数据，重复步骤(c)‑(d)，并删除特征数据表中首个周期的历史数据，重复步骤(f1)‑(g)，构建新的优化操作参数矩阵。2.如权利要求1所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法，其特征在于，所述步骤(c)中移动平均或分段平均的时间周期为3分钟‑10分钟。3.如权利要求1或2所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法，其特征在于，所述步骤(c)中移动平均MA计算方法如下：……其中：n为时间周期内的采样次数；P为负荷、燃气耗量、空气温度、风机频率、风门开度参数；分段平均PA计算方法如下：……其中：n为时间周期内的采样次数，P为负荷、燃气耗量、空气温度、风机频率、风门开度参数。4.如权利要求1所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法，其特征在于，所述步骤(d)中采集特征参数均值时，当采用移动平均法计算均值，取值间隔为2分钟‑5分钟；当采用分段平均计算均值，分段时间间隔3分钟‑10分钟。5.如权利要求1所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法，其特征在于，所述步骤(g)中的最相近原则包括特征负荷值归类原则、特征温度归类原则。6.如权利要求5所述的一种燃气锅炉燃烧优化控制方法，其特征在于，所述特征负荷值归类原则具体包括：L01＝(L0+L1)/2；L12＝(L1+L2)/2；3CN113834092A权利要求书3/3页L23＝(L2+L3)/2；……Ln‑1n＝(Ln