產(chǎn)品介紹

智能燃燒一體化綜合解決方案

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EUcontrol? basic

中國(guó)授權(quán)合作公司及技術(shù)中心:南京國(guó)電環(huán)保科技有限公司

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基于模型預(yù)測(cè)軟件的燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)、


以預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)的燃煤鍋爐智能化控制

具有可預(yù)測(cè)性的燃燒控制
●提升鍋爐效率和可用性
●提高燃燒過程質(zhì)量

以預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)的燃煤鍋爐智能化控制

       燃煤電廠的整體性能和可用性主要取決于鍋爐設(shè)備。盡管常規(guī)的DCS/PLC能保證電廠運(yùn)行具有足夠的安全性和可靠性,但它既不能嚴(yán)格優(yōu)化鍋爐的設(shè)定參數(shù),也不能兼顧特殊的燃燒問題。更不必說由現(xiàn)代的IT系統(tǒng)和先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備所收集到的大部分信息尚未觸及,當(dāng)受到不斷增長(zhǎng)的技術(shù)、環(huán)境和商業(yè)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)時(shí),通過挖掘這些”隱藏的儲(chǔ)備”,電廠可以節(jié)省大量的投資。

       EUcontrol提取有用的系統(tǒng)信息并用于實(shí)現(xiàn)智能控制:控制燃煤電廠的排放和降低鍋爐的結(jié)焦/積灰趨勢(shì)。

優(yōu)點(diǎn)

控制排放
●提高鍋爐效率
●減少結(jié)焦
●增強(qiáng)可用性
●減少燃料消耗

控制策略

物理模型預(yù)測(cè)控制(PMPC)

●適應(yīng)電廠工況的變化
多種目標(biāo)優(yōu)化

排放控制
●磨煤機(jī)運(yùn)行控制

EUcontrol的系統(tǒng)構(gòu)成

優(yōu)泰克科技工程有限公司 簡(jiǎn)介

       優(yōu)泰克(EUtech)科技工程公司成立于1999年,總部位于德國(guó)西部亞琛市。公司成立之初就以世界著名的亞琛工業(yè)大學(xué)為技術(shù)合作方,奠定了公司在試驗(yàn)臺(tái)建設(shè)、仿真、自動(dòng)化、測(cè)量以及智能燃燒領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。并且為德國(guó)第一臺(tái)超超臨界百萬機(jī)組尼德豪森電廠G機(jī)組解決了許多生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題。公司以建模方法構(gòu)建一二次風(fēng)測(cè)量系統(tǒng),并且以測(cè)量-控制-優(yōu)化三個(gè)步驟為技術(shù)路線,成功開發(fā)出“電子噴射”燃燒控制系統(tǒng),成為世界上為數(shù)不多的“智能燃燒”系統(tǒng)集成商。


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結(jié)構(gòu)

       EUcontrol為模塊式結(jié)構(gòu),能夠與其它無關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行無縫對(duì)接。在一定的限制條件下(多個(gè)優(yōu)化策略)能同時(shí)兼顧不同的優(yōu)化目標(biāo)。EUcontrol從不同的地點(diǎn)收集燃燒過程信息。所有信息集中在一個(gè)鍋爐物理模型上以后,EUcontrol通過連續(xù)在線的參數(shù)識(shí)別和調(diào)整,自動(dòng)適應(yīng)不斷變化的電廠工況。依靠這個(gè)物理模型,確定這些可控的參數(shù)如擋板開度、給煤機(jī)轉(zhuǎn)速、燃盡風(fēng)量、氧量的最佳設(shè)定值,然后送至電廠的DCS/PLC系統(tǒng)中。EUcontrol可以根據(jù)任何燃煤鍋爐設(shè)備的特殊需求進(jìn)行“量身定做”。


用EUcontrol優(yōu)化多個(gè)目標(biāo)


策略


        通過連續(xù)在線調(diào)整,EUcontrol系統(tǒng)能自動(dòng)適應(yīng)電廠工況的變化(根據(jù)運(yùn)行工況的要求以及對(duì)模型可信區(qū)間的識(shí)別)。這種在線可適應(yīng)性不僅能確??刂葡到y(tǒng)的正確決定,而且能保證這些模型精確地反應(yīng)出發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀況,處理測(cè)量?jī)x器的漂移及校準(zhǔn)、干擾的排除、模型的不匹配、設(shè)備性能的下降和維護(hù)。

減小運(yùn)行變化性并將運(yùn)行點(diǎn)移至極限
獨(dú)立調(diào)整燃燒器級(jí)別的風(fēng)量和燃料量
識(shí)別和使用燃燒參數(shù)之間復(fù)雜的相互作用


運(yùn)行中有EUcontrol 控制系統(tǒng)(紅色棒圖) 和
沒有EUcontrol控制系統(tǒng)(灰色棒圖) 的區(qū)別


成效及結(jié)果

運(yùn)行中有EUcontrol(紅色棒圖)和沒有EUcontrol(灰色棒圖)的區(qū)別

       隨著燃料價(jià)格的不斷增長(zhǎng)和環(huán)境問題日益嚴(yán)重,有必要通過節(jié)能而創(chuàng)造效益。通過減小能量損失是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益的有效途徑,具體措施包括調(diào)平和降低爐膛出口氧量,以及通過調(diào)整火焰中心位置減少過熱和再熱減溫水量、大幅減少排放(NOx、CO)和Loi等,這種例子不勝枚舉。除此之外,在氣候變化的持續(xù)爭(zhēng)論中,通過節(jié)能減少溫室氣體排放(CO2)不但是重要手段,也是一種產(chǎn)生效益潛在方法。(Loi- 飛灰含碳量)

總結(jié):

CO控制
●熱效率提升
●減少CO2生成
●維持NOx在預(yù)想級(jí)別
●提高可用性
●提高負(fù)荷變動(dòng)率(一次二次調(diào)頻能力)
●使所有目標(biāo)“值”可調(diào)整

用EUcontrol調(diào)整切圓燃燒火球中心位置

以模型為基礎(chǔ)的優(yōu)化方法

        鍋爐運(yùn)行取決于其動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)條件(負(fù)荷曲線、煤質(zhì)、部件磨損程度等)。因此,真正的運(yùn)行優(yōu)化需要對(duì)可操作變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和控制。EUcontrol是一種以模型為基礎(chǔ)的專用鍋爐控制系統(tǒng),采用了對(duì)優(yōu)化過程物理意義的理解,所以它有別于其它大多數(shù)以數(shù)字化為主的黑箱系統(tǒng)辨別方法。


模型預(yù)測(cè)控制策略圖

為什么選擇物理模型預(yù)測(cè)控制?

       使用物理模型預(yù)測(cè)控制(PMPC)后,可以通過“基于物理意義”的運(yùn)算模型預(yù)測(cè)電廠的特性。同時(shí)理限制條件的功能是其成功的主要原因。如果自由度足夠的話,有可能優(yōu)先調(diào)整設(shè)定值。由于有PMPC,就沒有必要像PID控制那樣擔(dān)心多變量控制。PMPC控制器具有較好的魯棒性,并且可以檢驗(yàn)考慮到硬件和軟件的限制條件,優(yōu)化系統(tǒng)計(jì)算出最佳的可能輸入組合。PMPC控制器通過優(yōu)化方式處下層的優(yōu)化方法。精確及可復(fù)制的控制模型(例如對(duì)NOx和CO的預(yù)測(cè))使控制氧量和風(fēng)量分布成為可能。

無縫結(jié)合

       通過電廠的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,EUcontrol的控制器能與任意底層自動(dòng)化系統(tǒng)相連接。如果需要,優(yōu)泰克公司也能夠提供此服務(wù)器。在典型配置中,數(shù)據(jù)通訊通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器傳遞,并且由它讀取數(shù)據(jù)并傳遞控制命令到底層自動(dòng)化系統(tǒng)或DCS。硬件和軟件均為冗余配置?;诰W(wǎng)絡(luò)的用戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)允許電廠工程師用電廠局域網(wǎng)內(nèi)的電腦進(jìn)行遠(yuǎn)程操作(監(jiān)視)。保養(yǎng)和維護(hù)任務(wù)可從外部完成。


EUcontrol的通訊方案

直觀的用戶界面

       EUcontrol的用戶人機(jī)對(duì)話界面來自于最新的DCS系統(tǒng)。它可以根據(jù)特殊需要把簡(jiǎn)化的用戶人機(jī)界面結(jié)合到原來的DCS系統(tǒng)中。


EUcontrol的用戶界面

質(zhì)量保證

       為了滿足優(yōu)泰克公司的質(zhì)量要求,系統(tǒng)在投入正式運(yùn)行前會(huì)進(jìn)行大量測(cè)試。首先把現(xiàn)有的控制模型匹配到指定的鍋爐結(jié)構(gòu)中,然后根據(jù)項(xiàng)目的具體目標(biāo)為用戶定制。

       控制模型經(jīng)由電廠的測(cè)量數(shù)據(jù)成功驗(yàn)證后,用這個(gè)模型在多種條件下嚴(yán)格測(cè)試EUcontrol軟件。隨后把EUcontrol軟件安裝到服務(wù)器上,并在最新型的硬件仿真環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。完成功能檢驗(yàn)和信號(hào)測(cè)試后,把整個(gè)優(yōu)化系統(tǒng)連接到電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)中,并嚴(yán)格按照規(guī)定的程序投入運(yùn)行。


廣泛的試驗(yàn)過程


培訓(xùn)和調(diào)試


       在系統(tǒng)調(diào)試前和調(diào)試過程中,優(yōu)泰克公司將培訓(xùn)并指導(dǎo)電廠工程師使用EUcontrol優(yōu)化軟件—— 包括用仿真機(jī)訓(xùn)練應(yīng)對(duì)關(guān)鍵運(yùn)行工況的能力。電廠運(yùn)行人員不僅要熟悉系統(tǒng)的外觀和感受,同時(shí)也要學(xué)習(xí)如何處理不可預(yù)見的情況,并且能夠在極端狀況下測(cè)試系統(tǒng)的反應(yīng)。通過培訓(xùn),所有運(yùn)行人員都能夠初步掌握EUcontrol系統(tǒng)的軟件和硬件的功能、處理和排除系統(tǒng)故障,最終讓每個(gè)相關(guān)人員都能熟悉這個(gè)新系統(tǒng)。
       更高端的服務(wù)內(nèi)容包括確保用戶根據(jù)他的單獨(dú)需求得到量身定制的支持。這項(xiàng)服務(wù)包括每個(gè)月的檢查、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持和免費(fèi)的軟件升級(jí)。


現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)課程

增加數(shù)據(jù)庫

通過擴(kuò)展和提高電廠可用的測(cè)量數(shù)據(jù)庫(采用先進(jìn)的診斷技術(shù)),可以大幅增強(qiáng)優(yōu)化系統(tǒng)控制器的性能。

火焰溫度的控制

典型的范例:通過矩陣式光學(xué)高溫溫度計(jì)精確測(cè)量爐膛出口煙溫的二維分布。這個(gè)直觀的信息可用于調(diào)整火球中心位置。此外,還有助于在調(diào)整火球位置和注入減溫水之間進(jìn)行優(yōu)化選擇,以均衡過熱器和再熱器出口蒸汽溫度。減溫水的使用對(duì)熱效率有負(fù)面影響,因此應(yīng)盡可能減小使用量。

優(yōu)泰克公司的爐膛出口煙溫測(cè)量系統(tǒng)(測(cè)量火焰溫度)

故障檢測(cè)

       在某些情況下,原來已安裝的測(cè)量技術(shù)經(jīng)過驗(yàn)證并不可靠。在有足夠的冗余數(shù)據(jù)的條件下可以構(gòu)建虛擬傳感器,它用可靠的數(shù)據(jù)作為模型的輸入,并能輸出類似于真實(shí)傳感器的信息。有了這個(gè)可靠的數(shù)據(jù),就能識(shí)別原有傳感器顯示的錯(cuò)誤數(shù)據(jù),并且能在故障的初發(fā)階段確定其類型和位置,以此增強(qiáng)優(yōu)化控制過程的質(zhì)量。

EUsoft Air?風(fēng)量虛擬測(cè)量

應(yīng)用增加的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化