EUcontrol? basic

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

聯(lián)系電話：13601104395   13910316169

---

---

基于模型預(yù)測軟件的燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)、

以預(yù)測模型為基礎(chǔ)的燃煤鍋爐智能化控制

●具有可預(yù)測性的燃燒控制
●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)受到不斷增長的技術(shù)、環(huán)境和商業(yè)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)時，通過挖掘這些”隱藏的儲備”，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。

優(yōu)點

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

控制策略

●物理模型預(yù)測控制(PMPC)

●適應(yīng)電廠工況的變化
●多種目標(biāo)優(yōu)化

●排放控制
●磨煤機運行控制

EUcontrol的系統(tǒng)構(gòu)成

優(yōu)泰克科技工程有限公司 簡介

       優(yōu)泰克（EUtech）科技工程公司成立于1999年，總部位于德國西部亞琛市。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，奠定了公司在試驗臺建設(shè)、仿真、自動化、測量以及智能燃燒領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。并且為德國第一臺超超臨界百萬機組尼德豪森電廠G機組解決了許多生產(chǎn)中遇到的實際問題。公司以建模方法構(gòu)建一二次風(fēng)測量系統(tǒng)，并且以測量-控制-優(yōu)化三個步驟為技術(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。

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

---

---

聯(lián)系電話：13601104395 13910316169

---

---

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)行無縫對接。在一定的限制條件下（多個優(yōu)化策略）能同時兼顧不同的優(yōu)化目標(biāo)。EUcontrol從不同的地點收集燃燒過程信息。所有信息集中在一個鍋爐物理模型上以后，EUcontrol通過連續(xù)在線的參數(shù)識別和調(diào)整，自動適應(yīng)不斷變化的電廠工況。依靠這個物理模型，確定這些可控的參數(shù)如擋板開度、給煤機轉(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)化多個目標(biāo)

策略

        通過連續(xù)在線調(diào)整，EUcontrol系統(tǒng)能自動適應(yīng)電廠工況的變化（根據(jù)運行工況的要求以及對模型可信區(qū)間的識別）。這種在線可適應(yīng)性不僅能確保控制系統(tǒng)的正確決定，而且能保證這些模型精確地反應(yīng)出發(fā)電機組的實際運行狀況，處理測量儀器的漂移及校準(zhǔn)、干擾的排除、模型的不匹配、設(shè)備性能的下降和維護(hù)。

●減小運行變化性并將運行點移至極限
●獨立調(diào)整燃燒器級別的風(fēng)量和燃料量
●識別和使用燃燒參數(shù)之間復(fù)雜的相互作用

運行中有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

       隨著燃料價格的不斷增長和環(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)想級別
●提高可用性
●提高負(fù)荷變動率（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

        鍋爐運行取決于其動態(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，真正的運行優(yōu)化需要對可操作變量進(jìn)行動態(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)測控制策略圖

為什么選擇物理模型預(yù)測控制？

       使用物理模型預(yù)測控制（PMPC）后，可以通過“基于物理意義”的運算模型預(yù)測電廠的特性。同時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，并且可以檢驗考慮到硬件和軟件的限制條件，優(yōu)化系統(tǒng)計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NOx和CO的預(yù)測）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化系統(tǒng)或DCS。硬件和軟件均為冗余配置。基于網(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的用戶人機對話界面來自于最新的DCS系統(tǒng)。它可以根據(jù)特殊需要把簡化的用戶人機界面結(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)在投入正式運行前會進(jìn)行大量測試。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)項目的具體目標(biāo)為用戶定制。

       控制模型經(jīng)由電廠的測量數(shù)據(jù)成功驗證后，用這個模型在多種條件下嚴(yán)格測試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)行測試。完成功能檢驗和信號測試后，把整個優(yōu)化系統(tǒng)連接到電廠的自動化系統(tǒng)中，并嚴(yán)格按照規(guī)定的程序投入運行。

廣泛的試驗過程

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—— 包括用仿真機訓(xùn)練應(yīng)對關(guān)鍵運行工況的能力。電廠運行人員不僅要熟悉系統(tǒng)的外觀和感受，同時也要學(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試系統(tǒng)的反應(yīng)。通過培訓(xùn)，所有運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，最終讓每個相關(guān)人員都能熟悉這個新系統(tǒng)。
       更高端的服務(wù)內(nèi)容包括確保用戶根據(jù)他的單獨需求得到量身定制的支持。這項服務(wù)包括每個月的檢查、現(xiàn)場技術(shù)支持和免費的軟件升級。

現(xiàn)場培訓(xùn)課程

增加數(shù)據(jù)庫

通過擴(kuò)展和提高電廠可用的測量數(shù)據(jù)庫（采用先進(jìn)的診斷技術(shù)），可以大幅增強優(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)高溫溫度計精確測量爐膛出口煙溫的二維分布。這個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量系統(tǒng)（測量火焰溫度）

故障檢測

       在某些情況下，原來已安裝的測量技術(shù)經(jīng)過驗證并不可靠。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傳感器的信息。有了這個可靠的數(shù)據(jù)，就能識別原有傳感器顯示的錯誤數(shù)據(jù)，并且能在故障的初發(fā)階段確定其類型和位置，以此增強優(yōu)化控制過程的質(zhì)量。

EUsoft Air?風(fēng)量虛擬測量

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