一种锅炉智能优化燃烧节能控制系统.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CN111306572A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010287137.5(22)申请日2020.04.13(71)申请人辽宁汇德电气有限公司地址121000辽宁省锦州市太和区大薛乡二屯村(72)发明人白海波(74)专利代理机构北京君泊知识产权代理有限公司11496代理人李丹(51)Int.Cl.F23N1/02(2006.01)G05B19/418(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图10页(54)发明名称一种锅炉智能优化燃烧节能控制系统(57)摘要本发明公开了一种锅炉智能优化燃烧节能控制系统，包括数据通讯模组、数据初分析存储数据库模组、模糊聚类分析模块、模糊无约束最优控制模块。本发明利用模糊聚类分析，采用模糊无约束最优控制模型重新构建了循环流化床锅炉燃烧效率、NOX排放的计算与预测模型；采用最优控制模型计算锅炉负荷控制回路、热量补偿控制回路、给水流量控制回路、燃烧室床温控制回路、一次风流量控制回路、二次风流量控制回路、炉膛负压控制回路、石灰石给料控制回路、燃烧室床压控制回路的各监测与控制参数的最优值，从而保证循环流化床锅炉在稳定、安全、经济运行的基础上，达到锅炉燃烧效率最优、NOX排放最低的目的。CN111306572ACN111306572A权利要求书1/3页1.一种锅炉智能优化燃烧节能控制系统，用于与锅炉DCS控制系统连接，所述锅炉DCS控制系统包括若干控制回路：锅炉负荷控制回路、热量补偿控制回路、给水流量控制回路、燃烧室床温控制回路、一次风流量控制回路、二次风流量控制回路、炉膛负压控制回路、石灰石给料控制回路、燃烧室床压控制回路；其特征在于：所述锅炉智能优化燃烧节能控制系统包括：数据通讯模组，用于与锅炉DCS控制系统中的上位机互联进行数据交互；数据初分析存储数据库模组，与数据通讯模组互联，用于读取锅炉DCS系统实时数据，将全部数据备份转储至本地服务器，并且对数据进行初步分析判断；模糊聚类分析模块，与数据初分析存储数据库模组互联，用于将数据初分析存储数据库模组所获取的全部数据进行归类、建模、分析预测，判断锅炉当前的实际运行情况与预测锅炉未来运行趋势；模糊无约束最优控制模块，与数据初分析存储数据库模组互联，且模糊聚类分析模块的输出端与模糊无约束最优控制模块的输入端连接，模糊无约束最优控制模块用于结合锅炉当前的实际运行情况，将模糊聚类分析模块输出的分析数据进行预测分析并求解最佳运行参数并通过数据初分析存储数据库模组反馈至锅炉DCS控制系统以最佳运行参数运行，使得锅炉达到高效、稳定和低排放的目的。2.根据权利要求1所述的锅炉智能优化燃烧节能控制系统，其特征在于：所述数据初分析存储数据库模组与锅炉DCS控制系统之间设有用于对获取的锅炉实时运行数据进行滤波处理的卡尔曼-布希滤波器。3.根据权利要求1所述的锅炉智能优化燃烧节能控制系统，其特征在于：所述数据通讯模组通过OPC通讯方式与锅炉DCS控制系统中的上位机软件OPC数据转储服务器进行数据交互或以VPN、RS485通讯方式与锅炉DCS控制系统直接通讯。4.根据权利要求1所述的锅炉智能优化燃烧节能控制系统，其特征在于：所述锅炉DCS系统实时数据包括参与各控制回路和参与保护连锁的有效数据、参与锅炉效率计算的有效数据、锅炉运行前馈时间，所述锅炉运行前馈时间包括正趋势前馈时间和负趋势其前馈时间。5.根据权利要求1所述的锅炉智能优化燃烧节能控制系统，其特征在于：所述模糊聚类分析模块用于将数据初分析存储数据库模组所获取的全部数据进行归类、建模、分析预测，判断锅炉当前的实际运行情况与预测锅炉未来运行趋势的实现过程如下：1)采集数据样本，确定主要因子，建立数据矩阵设论域U＝{x1,x2,```xn}为数据初分析存储数据库模组存储的各时期指向正确的动态调整区间值，主要有扰动值、扰动值区间、扰动时间、扰动时间区间组成，通过数据库函数，调取当前稳态下相同扰动时间区间的升序排序样本，取样本量n＝25～500，每个样本的主要指标由m个监控变量来描述，具体变量为参与各控制回路的相关控制变量，样本数量，于是得到xi＝(xi1,xi2,```,xim)(i＝1,2,```,n),于是得到原始数据矩阵为：2CN111306572A权利要求书2/3页2)标定，建立模糊相似矩阵采用指数相似系统，第i个样本与第j个样本的相似系数为：其中，为第k各因子的方差，即：由上式算的模糊相似矩阵R；3)聚类2488888用二次方法求传递闭包t(R):R→R→R→R，R°R＝R，得模糊等价矩阵t(R):R＝R＝R*；*当λ在某一区间时得到一系列等价的布尔矩阵Rλ，通过计算机程序设置为4个等级，等级划分为Ⅰ-最优级、Ⅱ-