WYDE2000节能专家系统

国内循环流化床锅炉自动投入率低原因解析

惠德在国内做了大量的调研工作，发现大量热电厂配备的成本昂贵的DCS系统并没有发挥其应有的作用，其自动控制操作系统仅作为二次仪表的集成显示界面在使用，造成了极大的资源浪费。

根据调研，上述电厂无法投入自动的主要原因是：

☆锅炉工艺问题难以解决

☆客观存在的煤种不一、混煤不均、燃煤颗粒及筛分比达不到设计要求

☆燃烧过程复杂，手动调整风煤配比达不到最佳

☆负荷多变性

☆设备老化

自动控制的必要性

所周知，人是可定性而不可定量的。在面对负荷、煤种等多种变量的相互影响时，其反应时间、抗疲劳和抗干扰能力都存在一定的局限性，此情况尤以午夜12点以后最为突出。

因此，实现DCS系统的全自动投入并保证其压红线运行，必然存在着节能改善空间。

解决自动投入问题思路解析

要实现DCS系统节能运行是有前提条件的。首先需要解决的是锅炉工艺问题：

☆锅炉初始设计不合理。一般遇到此种情况，我公司会配合热电厂方和锅炉厂家、设计院联系解决，共同制定解决方案。

☆锅炉下位机的工艺问题。如：计量表、流量计、氧化锆、主给水阀、减温水阀、风门执行器、一、二次风机、给煤机、排渣机、排污、皮带秤、煤的热值、混煤、断煤、返料灰、吹灰、床温、床压，风煤比的优化配比等等。此类属于复杂的系统问题，需要我们去逐一排查解决。我公司会邀请生产厂家标定校验，如不符合要求则更换。

在解决好锅炉工艺问题后，我方会将节能控制程序下装并调试。并在用户的配合下，完成自动回路及节能策略的顺利实施及投入。

自动优化控制的核心思想

WYDE2000锅炉节能专家系统是目前先进的节能控制系统，它摒弃了传统节能技术从局部解决问题的思想，不单纯采用变频、保温、余热回收等设备型节能措施，而是以一个系统化的眼光来评测整个系统，使得燃料输送、燃料燃烧、氧量控制、热量输送的每一个环节都相互协调，工作在最佳工作点上，从而达到整个系统效率的最大化。WYDE2000锅炉节能专家系统率先实现了整个系统的“四化”：运行管理自动化、粗略模型精细化、控制策略超前化、热能转换高效化。

自动控制优化的效果

节能改造后，所有自动回路均投入，每个回路达到调节结果平滑、过冲小、响应快、同时调节误差小。

确保燃烧工况达到最佳，稳定水位，稳定汽温，稳定炉膛负压，给煤跟随负荷，保持燃烧过程中适当过量空气系数(a)。

运行中仍需结合所燃用煤质及锅炉负荷的情况，通过不断调整给煤量、风量及返料量，严格监控料层差压、温度、炉膛稀相区差压和返料温度，使锅炉达到最佳的运行状态和效果，最大限度地发挥循环流化床锅炉优越性。

系统功能与主要软件模块

☆人机联系功能：对原有的工艺流程画面进行优化，研发简洁、实用的操作界面，在添加手／自动操作功能的同时减轻运行人员的工作强度。

☆数据采集与数据传输：采集各子系统信息，支持多种通信规约，并能与其它系统接口兼容。具有向上、下级调度，转发和接收信息数据功能。

☆控制与调节：采用负荷动态分配，合理控制床温及风、煤配比关系，对燃烧效率进行优化。

☆报表功能：灵活的报表设置，根据用户需要进行报表打印。☆事件记录、事故追忆、报警处理：保持原有报警记录的同时添加手／自动控制回路报警、记录功能。

系统调节的特点

☆引入专家系统：公司独创WYDE2000节能分析系统对燃烧状况进行动态分析。

☆负荷调整：根据专家系统分析数据调整给煤、风、床温与负荷关系。

☆稳定床温：调整一次风、返料风机关系，将床温维持在一定范围内，保持炉内燃烧工况的稳定，提高燃烧效率。

☆风煤配比：合理分配风煤配比，达到最佳燃烧效果。

☆供需平衡：根据专家系统分析数据及时修正，维持燃料供给与负荷需求相平衡。

☆多级校正调节：多级校正调节、维持被调节参数稳定，如根据负荷变化快速校正烟气含氧量，优化燃烧效率。

前期准备与数据分析

☆现场设备状态勘察

☆设备与测点性能分析

☆历史数据采集与优化、经济性分析

软件设计

将流化床锅炉的状态通过AO、DO点输出到循环流化床锅炉的DCS系统的Al、DI接口上，使之能接受流化床锅炉的工作状态。

对两套三台独立的循环流化床锅炉的DCS系统将其通过网络互相联通，使负荷协调得以实现。

对各自动调节回路进行组态，使之能完成前面所述的各项功能。

重要逻辑的简述

☆负荷补偿与变量分离    

☆一次风机自动控制

☆汽包水位调节    

☆氧量及二、三次风量自动控制

☆汽温控制    

☆送风机自动调节

☆蒸汽母管压力调节与给煤调节    

☆炉膛负压自动控制

☆床温自动控制    

☆床压排渣自动控制

软件优势

☆对锅炉DCS原系统所有的联锁保护不做任何改动，同时为重要变量设计更加安全稳定的保护逻辑，以满足电厂的安全稳定运行的需要。

☆实现系统具有无扰式手动、自动切换的功能。

☆采用多参量智能模糊控制，实现系统在出现外因扰动时，能自适应地调整系统运行参数及过渡过程参数，不会引起振荡以保证系统运行稳定可靠。

☆系统设置了操作权限管理功能，有效防止非授权人员访问系统。

☆对重要变量及特殊变量进行变化率监测，如果变化速度异常，将进行相应的警告和处理。

☆对控制方案的检测：按照检测系统、调节系统、报警系统、联锁保护系统、冗余系统、I/O系统分别进行安全调试。

☆以电子日志形式记录历史报警及操作员操作记录以提供电厂运行人员实时查询情况，并得到及时处理。

硬件优势

对于硬件设备，惠德专家节能系统从设备的安全性、稳定性、控制性及运行指标上进行考量，对于不满足自动控制规范要求的进行维修或更换。

☆对现有设备进行全面调研和考察，结合电厂锅炉运行工况及运行人员意见给出专业设备更换或改造方案。

☆在与厂方充分沟通的基础上，对不满足自动控制要求的设备进行维修或更换，由此产生的费用由惠德时代承担。

☆如果有关节能系统的设备在合同期内出现故障或损坏，由惠德时代负责更换或修复。

☆仪表安全控制措施。

人员及管理优势

惠德专家节能系统稳定、安全的运行不只和软硬件有关系，和现场调试人员及电厂技术人员的运行水平也有很大关系。因此惠德时代非常重视现场调试人员的管理和电厂运行人员的培训工作。

☆配备专职技术人员进行项目改造，并由有丰富电厂运行经验的项目经理对项目及人员进行管理，以确保施工安全和质量。

☆项目完成后组织专门的人员培训并提供惠德专家节能系统操作手册。由此所产生的培训费用由惠德时代承担。

☆设有定期巡视机制，会定期派售后工程师前往现场勘察沟通，并会不定期与热工运行人员进行电话沟通，了解锅炉运行情况。

☆如所提供的系统或设备发生故障、损坏等情况，保证及时到场维修。在此期间，系统会进行报警并自动切换为手动处理，不会造成安全隐患。

成功案例

序号       项目名称                               容量                    节能率

1. 迁安恒晖热电有限公司（上市公司）        4*75T/h；2*130T/h              5%

2. 唐山三友热电有限责任公司（上市公司）    3*240T/h                       3%

3. 藁城天意热电有限公司                    2*75T/h；2*90T/h             平均1.2%

4. 天津天保热电有限公司（上市公司）        4*75T/h                        2.3%

5. 满洲里热电厂                            6*75T/h                        3.84%

6. 丰华生物质热电有限公司                  3*90T/h                        2.56%

7. 东海拉尔发电厂                          1*220T/h                       3.5%

8. 内蒙古常盛制药有限公司                  3*75T/h                        2.8%

9. 宁夏伊品生物科技股份有限公司            6*75 T/h;3*220 T/h               1.5%

10. 中国铝业股份有限公司山西分公司          1*240T/h                       2.1%

11. 山东玉皇化工有限公司                    3*75T/h；1*160T/h              1.5%

12. 山东乐陵市乐源热电有限公司              4*75T/h                        2.66%

13. 山东洪达化工有限公司                    2*80T/H;1*160T/H;2*220T/H        1.5%

14. 淄博矿业埠村煤矿                       2*35 T/h 2*75 T/h;1*130 T/          1.98%

15. 合肥天源热电有限公司                    4*75T/h                         1.8%

16. 苏州市相城区东吴热电有限公司            1*75T/h；1*130T/h              1.49%

17. 平湖热电厂                              2*130T/h；1*220T/h             1.8%

18. 嘉吉生化有限公司                        2*75T/h                        2.5%

19. 长春吉粮天裕生物工程有限公司            3*75T/h                        2.75%

20. 中粮生化能源（榆树）有限公司（上市公司）2*75T/h；1*130T/h              2.5%

21. 中粮生化能源（龙江）有限公司            3*130T/h                       2.89%

22. 中粮生化能源（公主岭）有限公司          3*75T/h                        1.66%

23. 凌源安泰供热有限责任公司                2*75 T/h                        2.6%

24. 锦州节能热电股份有限公司                5*75 T/h;1*130 T/h               1.8%