集中供热热水锅炉燃烧系统自动控制

1、 生产一线集中供热热水锅炉燃烧系统自动控制文崔恩恒（天津市津南区集中供热办公室）提出了切实可行的控制方案并应用到实摘要：针对多年困扰链条式燃煤热水锅炉燃烧系统难以实现自动控制的难题，际，取得了很好的效果。三、锅炉的燃烧系统及控制方案提出采用现代控制理论的方法，通过建立锅炉燃烧系统调节的主要任务是使燃动态的数学模型并结合自动寻优控制理论烧系统所产生的热量，适应出口水温的需的控制方案，并成功应用在实际的控制过求，同时还要保证锅炉的经济燃烧和安全程之中，取得了良好的控制效果。运行，主要有以下几个方面：关键词：现代控制理论；动态建模；滞（一）维持一定的锅炉出口水温度是后链条式热水锅炉运行的核心，既如果

2、需要一、引言维持较高的出口水温度，应适当增加进煤链条式锅炉的燃烧系统是一个多输量，反之，应减小进煤量。入、多输出的对象，而且存在许多难以预（二）为保证燃烧的经济性，当进煤量测的扰动因素。输入量如：进煤量、鼓风改变时，必须相应的调节鼓风量，使之与量、引风量等；输出量如：出水温度、出进煤量相配合，以保证燃烧过程的经济口水压力、出口水流量、烟气氧含量、炉性。膛负压等；扰动因素如：燃煤品质、进煤（三）使引风量与鼓风量保持相当，维状况、锅炉运行情况等。这些输入和输出持炉膛压力不变，以保证锅炉安全、经济参数之间存在着许多交叉影响。如进煤量运行。的改变不仅会影响到出口水温度，还会影响到出口水压力、烟气氧含量

3、和炉膛负压（四）合理锅炉出口水温度给定值的等输出参数的变化，同时输出参数炉膛负设定方法，既可避免系统运行中人为大扰压又直接影响燃烧效果，进而导致锅炉出动的介入，使设备稳定安全运行，又可节口水温度的波动，从而形成了若干个闭合能降耗，进一步提高社会效益和经济效而又相互影响的交叉回路，锅炉许多物理益。特性也是非线性的，再加之锅炉本身的不结合上述几各方面不难看出链条式热确定性、复杂性以及锅炉出水温度纯滞后水锅炉燃烧系统自动控制过程中的复杂程时间长，容量滞后大的特点，采用常规的度，对于这样一个复杂的控制对象，本人控制则难以胜任，这也给自动控制带摆脱了传统的控制方法和思路，系统建模来了很大困难。为提高链条

4、式热水锅炉自不拘泥于以严格的数学方程式为基础的动动化控制水平，实现锅炉始终维持在最佳态模型，同时又广泛吸取了司炉工的操作或次最佳的燃烧状态，本人结合实际运行经验，经过科学的提炼，建立了以现代控经验提出了锅炉燃烧系统的控制方案，成制理论方法和自动寻优等相结合的控制方功的实现了锅炉的自动控制，并收到了良案，针对锅炉出口水温度纯滞后时间长、好的社会效益和经济效益。容量滞后大，且带时变参数的特点，应用二、链条式热水炉自动控制的现状现代控制方法对系统动态的建模、滤波、计算机的广泛应用，为现代控制理论处理和控制。的实现提供了安全可靠的硬件基础，然而根据出口水温度测量值及外界各种干经过几年的实践，大家对链条

5、式热水炉控扰因素、建立实时的动态模型、对模型输制系统现状均有较为一致的看法：研制的出进行滤波、去卷、对信号进行实时处理、单位不少，用户也多，但确实在链条式热实时监测测量信号、实施相应的控制策水炉各种工况条件下，能长期连续投入自略。控制理论方法主要是结合熟练司炉工动控制的系统近乎不见，因此节能降耗更的操作经验建立原始数学模型，利用最小无从谈起。分析原因可知链条式锅炉燃烧二乘法（）或递推增广最小二乘法系统确实存在如下的控制难点：（一）链条式热水锅炉从进煤量的变（）对系统的原始模型进行在线的辩识、修正，采用对带时变参数系统最化到其燃烧产生热量，并使锅炉出水温度理想、最有效的自适应滤波理论和发生变化，

6、时间相当长，锅炉出口水温度方法进行滤波，在此基础上实行多步递纯滞后时间长、容量滞后大，且带时变参推，它不要求平行建立个型数，显然用传统的方法很难获得满超前步的运算器，从而大大减小了计算意的效果。量，有利于该控制方案的实现，实施相应（二）由于煤质的差异，同样的进煤量的控制策略。所需求的进风量也会不同，即不同品质的完成锅炉出口水温度的控制外，关键煤有着不同的最佳风煤比，所以定值控制在于保证经济的燃烧，这也是链条式热水系统是无法使燃烧始终运行在最佳或次最锅炉节能降耗的关键所在，众所周知，经佳燃烧状态的。济燃烧问题，实质上就是进煤量和进风量（三）链条式锅炉燃烧机理复杂，影响燃烧工况的因素很多，对象特性

7、变化大，的配比问题，如果能保证适当的风煤比，就可实现最高的燃烧效率，实现经济燃因而很难准确的建立单一的控制模型。烧。由于现阶段的检测手段和检测设备尚种种原因导致了国内链条式热水锅炉不能方便的测得准确的进煤量和进风量，自动控制水平的低下，针对这些难点本人给整个风煤比的自动控制造成一定的难度，但进煤量与炉排转速、煤层厚度存在对应的函数关系，而进风量同样与鼓风机的转速存在同样的关系，这种对应关系可以使我们避开这一难题。另外，使风煤比在整个运行过程中始终保持在最佳值或次最佳值还存在另一个难题，由于煤质的变化，同样会造成最佳风煤比比值的漂移，那么一个定值控制系统是无法适应煤质变化这一干扰的，所以在这里本

8、人又加入了自寻优控制方案，可由人为的根据经验和摸索粗调风煤比给定值，投入自动并稳定后，定时启动自寻优功能，根据炉膛温度的变化自动微量调整鼓风机的给风量，微调风煤比至最佳或次最佳，达到经济燃烧，当煤质发生变化时，定时启动的自动寻优功能将及时根据炉膛温度的变化调整风煤比比值，使整个系统始终维在最佳或次最佳的燃烧状态，实现锅炉经济燃烧的目的。由于炉膛负压的变化反映比较灵敏，可作为一个单独的回路进行调节，引风量随着鼓风量的变化作相应的调整，使炉膛负压始终保持在一定压力上，维持整个燃烧系统的稳定性。链条式热水锅炉是用来冬季供热的，锅炉出口水温度应随着室外温度的不同作相应的调整，但人为的改动锅炉出口水温度

9、的给定值，不仅缺乏时时性，而且会给系统带入较大的干扰，也不利于节能降耗，根据实际情况，结合历年的经验，制定了锅炉出口水温度随室外温度变化的曲线，使系统根据室外温度的变化自动调整锅炉出口水温度的给定值，既作到了时时调整，又避免人为修改给定值给系统带来的较大扰动，同时节约了能源。另外，考虑到链条式热水锅炉冬季供暖的实际情况和人们生活的习惯，还加入了锅炉出口水温度的设定值随每天时间段的不同改变的新思路，如：每天晚：开始由自动无扰动降低锅炉出口水温度的给定值，凌晨：开始无扰动提高锅炉出口水温度给定值至正常，如此既保证了社会效益也提高了经济效益，节约了能源。四、实际应用和效果由本套控制方案设计制作的计算机控