和利时 HOLLiAS OPT燃烧优化控制软件包

随着DCS在电厂的普及，DCS功能应用逐渐得到推广。其中，DCS的优化控制，比过去的单元智能仪表来得更加方便和易用。但电力系统用户，对DCS的功能的掌握还有限，许多功能没有得到应有的重视和开发，这就对DCS厂家提出了新的需求，DCS厂家不但要提供DCS控制软硬件平台，还要给用户提供整体的解决和控制方案，保证DCS和现场设备长期经济、稳定、安全运行。

锅炉种类较多，目前在国内应用最多的是燃烧煤粉的自然循环汽包炉和直流炉；有直接燃烧原煤的循环流化床炉；燃烧垃圾的炉排锅炉，还有燃烧生物质的炉排，比如秸秆，甘蔗渣等。不同的锅炉有不同的控制和优化方式，控制是让锅炉相关参数稳定；优化是对工艺、燃烧、配风等进行经济控制，提高效率，降低污染物排放。

锅炉除直流炉外，都有一个显著特点，就是有自己独立的汽包。不管是烧垃圾的垃圾炉，循环流化床锅炉，还是烧煤的汽包炉；也无论是母管制运行，还是单元制运行，都因锅炉有一个汽包，它们的核心控制思想变成一致，即利用汽包的储能变化，及时检测燃烧率的变化，从而及时调整燃料量，达到快速、稳定地控制和调节。直流锅炉主要是控制中间点温度（焓）来调节风水煤；汽包锅炉主要是控制主汽压力和汽包压力的稳定来调节风水煤。

原理及动态特性

汽包锅炉燃烧控制系统包括燃料量控制、送（一、二次）风控制和引风控制三个主要子系统；燃烧过程自动控制的基本任务是根据机组负荷的变化，使燃料燃烧所提供的热量适应锅炉输出蒸汽量的需求，同时保证燃烧过程的经济性和锅炉运行的安全性。

根据锅炉燃烧控制任务，主要调节以下三个物理量：

1．燃料量调节

调节燃料量使入炉燃料燃烧所产生的量能与锅炉外部负荷需求的量能相适应。

2．送风量调节

燃料量改变时，送风量也应改变，以保证燃料的完全燃烧和排烟热损失最小。调节送风量的目的是保证锅炉燃烧过程的经济性。

3．引风量调节

调节引风量的目的是使引风量与送风量相适应，以保持炉膛压力在要求范围内，以保证燃烧过程稳定性。

锅炉燃烧控制系统及被控对象

如图所示的锅炉燃烧对象显示，锅炉燃烧控制系统是一个多输入多输出的非线性多变量强耦合控制系统。在锅炉燃烧控制过程中，通过燃料量控制、送风控制和引风控制三个子系统分别对三个调节变量（燃料量B、送风量V、引风量G）进行调节，以维持三个被调量（主蒸汽压力P_T 、烟气含氧量O₂、炉膛压力P_lt）的稳定。

锅炉燃烧过程被控对象的动态特性是指机组运行过程中各种扰动引起的各被调量变化的动态关系，锅炉燃烧过程被控对象的动态特性主要有以下三个：

   1.主蒸汽压力P_T 在内、外扰动下的动态特性；

   2.烟气含氧量O₂在送风量扰动下的动态特性；

   3.炉膛压力P_lt 在引风量扰动下的动态特性。

应用

和利时采用高级控制算法和策略，对锅炉的燃烧过程进行优化，一方面能使燃料消耗量有效减少，此外，还能维持各参数稳定，保持设备安全，防止设备损坏。目前已在很多电厂成功应用，如威海热电锅炉优化项目、江苏井神电厂优化控制项目等。