一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制方法及系统
阅读说明：本技术 一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制方法及系统 (Electric precipitation energy-saving control method and system based on boiler coal quantity and air quantity ) 是由 张盛强 马晓军 王振姬 王玉林 葛军 马国荣 张延伟 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制方法,包括：获取锅炉的当前总煤量、当前总风量和电除尘器出口粉尘含量；根据公式I<Sub>I2</Sub>＝[(T-T<Sub>target</Sub>)/(T<Sub>max</Sub>-T<Sub>min</Sub>)]*(I<Sub>I2max</Sub>-I<Sub>I2min</Sub>)+I<Sub>Icoal</Sub>+I<Sub>Iw</Sub>计算电场二次电流目标值,并将电除尘器的当前电场二次电流值调整为所述电场二次电流目标值。如此,以锅炉总煤量代替机组负荷来控制电除尘参数,能够克服煤质变化带来的控制偏差,且较机组负荷更具有实时性；同时,以锅炉总风量为前馈信号,可以提高机组负荷动态变化过程中粉尘的动态控制效果。因此,能够提高电除尘器的自动控制效果,防止电厂粉尘超标排放,实现环保目的,同时降低电厂用电率,达到节能目的。本发明还公开一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制系统,其有益效果如上所述。(The invention discloses an electric precipitation energy-saving control method based on boiler coal volume and air volume, which comprises the following steps: acquiring the current total coal quantity, the current total air quantity and the dust content at the outlet of an electric dust collector of a boiler; according to formula I I2 ＝[(T‑T target )/(T max ‑T min )]*(I I2max ‑I I2min )+I Icoal +I Iw And calculating a target value of the electric field secondary current, and adjusting the current value of the electric field secondary current of the electric dust collector to the target value of the electric field secondary current. Therefore, the total coal quantity of the boiler is used for replacing the unit load to control the electric precipitation parameters, so that the control deviation caused by the change of the coal quality can be overcome, and the real-time performance is higher than that of the unit load; meanwhile, the total air volume of the boiler is used as a feedforward signal, so that the dynamic control effect of dust in the dynamic change process of the unit load can be improved. Therefore, the automatic control effect of the electric dust remover can be improved, the dust of the power plant is prevented from exceeding the standard and being discharged, the purpose of environmental protection is realized, and meanwhile, the power consumption rate of the power plant is reduced, and the purpose of energy conservation is achieved. The invention also discloses a method for measuring the coal quantity based on the boilerThe electric precipitation energy-saving control system of the air quantity has the beneficial effects as described above.)
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，特别涉及一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制方法。本发明还涉及一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制系统。
背景技术
随着中国电力技术的发展，越来越多的发电厂已投入使用。
火力发电是现代社会电力发展的主力军，在建设和谐社会、发展循环经济的大背景下，火电技术发展方向要着重考虑电力对环境的影响和对不可再生能源的影响。随着我国发电企业结构的变化，新能源发电企业在电网中的占比越来越大，这就要求火力发电厂更多地参与电网调峰及一次调频，对AGC(Automatic Generation Control，自动发电控制)性能的要求越来越高。
对于火力发电厂，烟气排放时的粉尘含量是一个重要指标。对烟气排放时的粉尘含量控制方法很多，有布袋式除尘法，电除尘法等，其中电除尘法使用最为广泛。对于电除尘法，是通过调整各电场的电压来调节电场电流，进而调节除尘效率，控制除尘器出口粉尘。由于电除尘效率提高的同时，厂用电率会同步提高，因此从经济性角度出发，在保证环保指标达标的前提下使电除尘厂用电率最低是电除尘控制的最终目标。
而在实际运行过程中，由于电除尘自动控制效果不理想，电除尘器电场运行参数的控制以运行人员手动控制为主，运行人员的手动控制，主要是根据电除尘出口粉尘及净烟气粉尘含量来手动调节各电场电流，达到调节电除尘出口粉尘及净烟气粉尘含量到目标粉尘含量的目的。这就造成人员对电除尘器的控制相对滞后，不能根据机组负荷实时调整电场电流。并且机组负荷变化较粉尘含量变化慢，且在煤质变化过程中，其不能准确代表进入电除尘器的粉尘含量。该方式不仅存在环保风险，也会造成电除尘器厂用电率较高。
因此，如何提高电除尘器的自动控制效果，防止电厂粉尘超标排放，实现环保目的，同时降低电厂用电率，达到节能目的，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制方法，能够提高电除尘器的自动控制效果，防止电厂粉尘超标排放，实现环保目的，同时降低电厂用电率，达到节能目的。本发明的另一目的是提供一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制方法，包括：
获取锅炉的当前总煤量、当前总风量和电除尘器出口粉尘含量；
根据公式II2＝[(T-Ttarget)/(Tmax-Tmin)]*(II2max-II2min)+IIcoal+IIw计算电场二次电流目标值，并将电除尘器的当前电场二次电流值调整为所述电场二次电流目标值；其中，
II2为电场二次电流目标值，
T为电除尘器出口粉尘含量当前值，
Ttarget为预设的电除尘器出口粉尘含量目标值，
Tmin为根据所述当前总煤量确定的电除尘器出口粉尘含量区间下限，
Tmax为根据所述当前总煤量确定的电除尘器出口粉尘含量区间上限，
II2min为根据所述当前总煤量确定的电场二次电流调节区间下限，
II2max为根据所述当前总煤量确定的电场二次电流调节区间上限，
IIcoal为根据所述当前总煤量确定的电场二次电流调节值，
IIw为根据所述当前总风量确定的电场二次电流调节值。
优选地，还包括：
获取净烟气粉尘含量，并根据所述净烟气粉尘含量确定电除尘器出口粉尘含量目标值。
优选地，还包括：
当净烟气粉尘含量超过排放标准时，将电除尘器的当前电场二次电流值调整为预设的额定值。
优选地，还包括：
当T＝Tmax时，将电除尘器的当前电场二次电流值调整为II2max，且当T<Tmin时，将电除尘器的当前电场二次电流值调整为II2min。
优选地，根据公式IIcoal＝f(x)＝K1·x计算所述IIcoal，其中，x为当前总煤量，K1为经过调试确定的分段比例函数或带神经网络算法及自学习算法进行自动修正的函数。
优选地，根据公式IIw＝W(y)计算所述IIw，其中，y为当前总风量，且：
当dy/dt>0时，W(y)＝K2·(dy/dt)；
当dy/dt<0时，W(y)＝IIcoal(t-N)-IIcoal(t)；
K2为经过调试确定的分段比例函数或带神经网络算法及自学习算法进行自动修正的函数，N为延时时间。
本发明还提供一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制系统，包括：
参数获取模块，用于获取锅炉的当前总煤量、当前总风量和电除尘器出口粉尘含量；
分析调整模块，用于根据公式II2＝[(T-Ttarget)/(Tmax-Tmin)]*(II2max-II2min)+IIcoal+IIw计算电场二次电流目标值，并将电除尘器的当前电场二次电流值调整为所述电场二次电流目标值；其中，
II2为电场二次电流目标值，
T为电除尘器出口粉尘含量当前值，
Ttarget为预设的电除尘器出口粉尘含量目标值，
Tmin为根据所述当前总煤量确定的电除尘器出口粉尘含量区间下限，
Tmax为根据所述当前总煤量确定的电除尘器出口粉尘含量区间上限，
II2min为根据所述当前总煤量确定的电场二次电流调节区间下限，
II2max为根据所述当前总煤量确定的电场二次电流调节区间上限，
IIcoal为根据所述当前总煤量确定的电场二次电流调节值，
IIw为根据所述当前总风量确定的电场二次电流调节值。
优选地，还包括：
介入调整模块，用于当净烟气粉尘含量超过排放标准时，将电除尘器的当前电场二次电流值调整为预设的额定值。
本发明所提供的基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制方法，主要包括两个步骤，在第一步中，主要内容为获取锅炉的当前总煤量、当前总风量和电除尘器出口粉尘含量。在第二步中，主要内容为根据公式II2＝[(T-Ttarget)/(Tmax-Tmin)]*(II2max-II2min)+IIcoal+IIw计算电场二次电流目标值，并将电除尘器的当前电场二次电流值调整为该计算出的电场二次电流目标值。其中，该电场二次电流目标值由三项累加组成，分别为根据电除尘器出口粉尘含量与目标值的偏差严重程度确定的对应的电场二次电流调节值、根据当前总煤量确定的电场二次电流调节值，根据当前总风量确定的电场二次电流调节值。由于总煤量可以很好的代表粉尘量的实际变化，且测量准确，与进入电除尘器的粉尘含量具有一定对应关系，因此以锅炉总煤量代替现有技术中的机组负荷来控制电除尘参数，能够克服煤质变化带来的控制偏差，且较机组负荷更具有实时性；同时，以锅炉总风量为前馈信号，能够在负荷增加时，提前提高电除尘参数，而在降负荷过程中，延迟降低电除尘参数，从而提高机组负荷动态变化过程中电除尘器出口粉尘的动态控制效果。因此，电除尘器投入自动控制后，可以使电除尘器运行在与机组负荷相适应的最佳工况，消除手动控制时人为原因设置的较高控制参数，降低电除尘器厂用电率。相比于现有技术，本发明能够提高电除尘器的自动控制效果，防止电厂粉尘超标排放，实现环保目的，同时降低电厂用电率，达到节能目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种
具体实施方式
的流程图。
图2为本发明所提供的一种具体实施方式的模块图。
其中，图2中：
参数获取模块—1，分析调整模块—2，介入调整模块—3。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的流程图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制方法主要包括两个步骤，分别为：
S1、获取锅炉的当前总煤量、当前总风量和电除尘器出口粉尘含量；
S2、根据公式II2＝[(T-Ttarget)/(Tmax-Tmin)]*(II2max-II2min)+IIcoal+IIw计算被控电场二次电流目标值，并将电除尘器的当前电场二次电流值调整为所述电场二次电流目标值；其中，II2为电场二次电流目标值，T为电除尘器出口粉尘含量当前值，Ttarget为预设的电除尘器出口粉尘含量目标值，Tmin为根据当前总煤量确定的电除尘器出口粉尘含量区间下限，Tmax为根据当前总煤量确定的电除尘器出口粉尘含量区间上限，II2min为根据当前总煤量确定的电场二次电流调节区间下限，II2max为根据当前总煤量确定的电场二次电流调节区间上限，IIcoal为根据当前总煤量确定的电场二次电流调节值，IIw为根据当前总风量确定的电场二次电流调节值。
在第一步中，主要内容为获取锅炉的当前总煤量、当前总风量和电除尘器出口粉尘含量三个参数。具体的，该三个可参数通过系统内的PLC模拟量输入通道采集，也可通过有线或无线通讯方式从发电机组DCS系统中采集。
在第二步中，主要内容为根据公式II2＝[(T-Ttarget)/(Tmax-Tmin)]*(II2max-II2min)+IIcoal+IIw计算电场二次电流目标值，并将电除尘器的当前电场二次电流值调整为该计算出的电场二次电流目标值。其中，该电场二次电流目标值由三项累加组成，分别为根据电除尘器出口粉尘含量与目标值的偏差严重程度确定的对应的电场二次电流调节值、根据当前总煤量确定的电场二次电流调节值，根据当前总风量确定的电场二次电流调节值。
由于总煤量可以很好的代表粉尘量的实际变化，且测量准确，与进入电除尘器的粉尘含量具有一定对应关系，因此以锅炉总煤量代替现有技术中的机组负荷来控制电除尘参数，能够克服煤质变化带来的控制偏差，且较机组负荷更具有实时性；同时，以锅炉总风量为前馈信号，能够在负荷增加时，提前提高电除尘参数，而在降负荷过程中，延迟降低电除尘参数，从而提高机组负荷动态变化过程中电除尘器出口粉尘的动态控制效果。
因此，电除尘器投入自动控制后，可以使电除尘器运行在与机组负荷相适应的最佳工况，消除手动控制时人为原因设置的较高控制参数，降低电除尘器厂用电率。相比于现有技术，本实施例能够提高电除尘器的自动控制效果，防止电厂粉尘超标排放，实现环保目的，同时降低电厂用电率，达到节能目的。
此外，为确保电除尘器的电场二次电流经过调整后，能够使发电机组的排放达到环保标准，本实施例中增设了对于净烟气粉尘含量的检测。具体的，可在发电机组的排放口对净烟气粉尘含量进行检测，该净烟气粉尘含量代表了烟气排放时的粉尘含量，是环保监控的重要参数，可将该信号引入电除尘闭环系统，确保烟气粉尘含量达标排放。一般的，净烟气粉尘含量一般低于电除尘出口粉尘含量，原因是脱硫吸收塔也具有一定的除尘作用，因此在充分利用吸收塔除尘功能的前提下，可以适当提高电除尘出口粉尘含量，从而达到节能的目的。因此，可根据净烟气粉尘含量与排放标准的比重确定电除尘器出口粉尘含量目标值。
进一步的，由于发电机组的排放达到环保标准是法律法规要求必须实现的，因此，在电除尘器的自动控制过程中，若出现净烟气粉尘含量超过排放标准的情况，则直接将电除尘器的当前电场二次电流值调整为预设的额定值，从而使控制系统自动跳出闭环区间参数设置策略，将电场的二次电流设置值调整到额定值，能够快速降低电除尘器出口粉尘，从而保证达标排放。
一般的，在不同给煤量范围下电除尘器出口粉尘含量期望值区间及对应的电流值区间如下表所示，该对应关系应是在机组运行过程中总结的最佳值。
给煤量范围(t/h)
0-80
80-160
160-240
240-300
电除尘器出口粉尘范围(mg)
12-20
12-20
12-20
12-20
电场二次电流调节范围(mA)
300–400
370–450
430-550
530-700
在电除尘器内一般设置有多个用于除尘的电场，比如1～6个等，不同的电场的二次电流调节范围存在区别，但二次电流调节方法均相同。
另外，当电除尘器出口粉尘值达到预设区间上限时，即T＝Tmax时，由于粉尘值较高且严重，因此可直接将电除尘器的当前电场二次电流值调节为调节区间的上限，即II2max。同理，当电除尘器出口粉尘值小于预设区间下限时，即T<Tmin时，由于粉尘值较小且轻微，因此可直接将电除尘器的当前电场二次电流值调整为调节区间的下限，即II2min。
在通过当前总煤量确定电场二次电流调节值IIcoal时，具体的，可根据公式IIcoal＝f(x)＝K1·x计算所述IIcoal，其中，x为当前总煤量。可见，IIcoal是与当前总煤量成比例相关，而比例系数K1一般需要在具体调试中进行确定。当然，当前总煤量与IIcoal之间的关系函数，可以是以当前总煤量为因变量的比例函数，也可以是分段线性函数，或者是带神经网络算法和自学习算法进行自动修正的函数，而具体选用何种函数形式，需要根据电除尘特性来确定。
同理，在通过当前总风量确定电场二次电流调节值IIw时，具体的，可根据公式IIw＝W(y)计算所述IIw，其中，其中，y为当前总风量。该函数关系由两部分组成：
当dy/dt>0时，W(y)＝K2·(dy/dt)；
当dy/dt<0时，W(y)＝IIcoal(t-N)-IIcoal(t)。
其中K2为比例系数，一般需要在具体调试中进行确定。当然，该系数也可以是以当前总煤量为因变量的非线性函数，也可以是带神经网络算法和自学习算法进行自动修正的函数，N为延时时间。可见，该函数输出始终为正，在当前总风量不变时输出为零。在当前总风量的变化速率为正时，函数输出开始增加，在当前总煤量未变化之前提前提高电除尘器的二次电流，从而防止电除尘器出口粉尘超限。在当前总风量的变化速率为负时，函数输出用来减缓II2的减小，防止磨煤机中积粉继续吹出时，因为电除尘参数偏低而造成电除尘器出口粉尘超标。W(y)需要根据电场特点在运行过程中总结，可以是带神经网络算法和自学习算法进行自动修正的函数。
如图2所示，图2为本发明所提供的一种具体实施方式的模块图。
本实施例还提供一种基于锅炉煤量风量的电除尘节能控制系统，主要包括参数获取模块1和分析调整模块2。其中，参数获取模块1主要用于锅炉的当前总煤量、当前总风量和电除尘器出口粉尘含量。分析调整模块2主要用于根据公式II2＝[(T-Ttarget)/(Tmax-Tmin)]*(II2max-II2min)+IIcoal+IIw计算电场二次电流目标值，并将电除尘器的当前电场二次电流值调整为电场二次电流目标值。其中，公式中涉及的项与前述方法实施例中的项对应相同，此处不再赘述。
此外，本实施例中还增设了介入调整模块3。具体的，该介入调整模块3主要用于在净烟气粉尘含量超过排放标准时，直接将电除尘器的当前电场二次电流值调整为预设的额定值。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。