基于辐射能信号的机组负荷及燃烧控制优化研究

炉膛辐射能信号能够快速准确地反映进入炉膛的燃料量变化。针对锅炉燃烧控制对象的大滞后特性，提出基于辐射能信号的燃烧控制系统优化方案。该方案利用红外辐射能信号能够快速反应炉内热量的特点，将其作为一个提前反馈量，接入DCS锅炉主控模块中，克服燃料侧干扰引起的锅炉主蒸汽压力以及流量的波动，保证汽机运行的稳定性。通过闭环控制实施对燃烧的优化，能够提高机组的负荷响应能力。     

300 MW燃煤机组辐射能信号建模研究

电站锅炉燃料的发热量可以通过其在炉膛中燃烧的火焰图像反映,通过采集的某300MW燃煤机组火焰图像获得炉膛中的辐射能,以辐射能信号代替燃烧放热的主令信号,建立其与机组功率之间的关系模型,以实现参与机组的负荷控制的目的;同时具体分析影响辐射能变化的各项因素,建立影响辐射能信号的因素的模型。     

基于辐射能信号的机组负荷及燃烧控制优化

针对锅炉燃烧控制对象的大滞后特性,提出基于辐射能信号的燃烧控制系统优化方案.该方案利用红外辐射能信号快速反应炉内热量的特点,将其作为提前反馈量,接入DCS锅炉主控模块中,克服燃料侧干扰引起的锅炉主蒸汽压力及流量的波动,保证汽机运行的稳定性.通过闭环控制实施对燃烧的优化,能够提高机组的负荷响应能力.     

煤粉炉内辐射能信号光谱分布特性试验研究

通过实验,研究了300 MW四角切圆煤粉锅炉炉内辐射能信号的光谱分布特性,并利用相关分析得到了炉内辐射能信号与锅炉运行参数的对应关系。实验结果表明,炉内辐射能光谱分布在675~750 nm波段存在特征谱线,平均辐射能光谱强度与锅炉负荷、炉内煤量和风量等参数表现出极好的线性相关性。研究结果为根据炉内辐射能强度的锅炉燃烧控制系统的调整提供了实验依据。     

辐射能信号与锅炉吸热量静态关系的试验分析

通过三维温度场监控系统采集某300 MW机组燃煤锅炉燃烧火焰图像,计算得到炉膛燃烧的辐射能信号,并根据锅炉运行参数计算了锅内过程不同阶段的吸热量。计算表明,除空气预热器外,在(200~300)MW负荷范围内,辐射能信号与锅炉不同阶段的吸热量均呈线性变化。把辐射能的微分信号引入到锅炉过热器的减温调节系统后,使过热蒸汽温度最大偏差<3℃,取得了良好的实际调节控制效果。     

引入辐射能信号的锅炉氧量寻优控制研究

火电厂炉内燃烧检测的手段和方法,受制于炉内强烈的燃烧行为。从炉膛燃烧中提取的炉膛辐射能信号能快速地反映入炉燃料量的瞬态变化,也可准确地判断因燃料品质突变造成的燃烧率改变。引入炉膛辐射能信号参与的氧量寻优控制策略,改变了传统的炉膛燃烧调控特性,提高了参数的控制品质。通过在沙角A电厂300MW燃煤机组上的实际运行表明,优化后的氧量值能将辐射能维持在高位水平上,并且准确响应炉内燃烧状况,经济效率和社会效益明显,所提出氧量寻优控制方案有效、可行,具有产业化意义。     

基于炉膛辐射能信号的直流炉燃烧优化控制试验研究

采用基于火焰图象处理的炉膛辐射能信号监控系统对姚孟电厂300MW直流锅炉进行了现场检测.在此基础上,将炉膛辐射能信号引入炉膛燃烧控制回路,对锅炉进行了风煤比燃烧优化控制试验.试验结果表明,建立在辐射能信号为基础的相关控制策略,能够有效地强化炉膛燃烧,降低NOx的生成.     

能量平衡法及在线热效率的研究与应用

本文从燃料燃烧的能量转换和守恒原理出发，对锅炉燃烧自动控制系统进行了研究。通过现场实测，找到了一个用火焰参数代表燃料发热量的能量信号和在线热效率信号。该理论的实践证明，在不测量燃料和风量的情况下，能成功地投入燃烧自动控制系统，将锅炉热效率控制在最佳值。     

发电厂燃煤锅炉热效率在线监测技术与应用

从燃料燃烧的能量转换和守恒原理出发 ,对锅炉燃烧自动控制和锅炉热效率在线监测进行研究。用火焰参数代表燃料发热量信号和在线热效率信号 ,在不需要对风量和燃料精确测量的情况下 ,成功投入了燃烧自动控制系统 ,将锅炉热效率控制在最佳值 ,实现对锅炉热效率的实时在线监测。     

多层辐射能信号检测在燃烧诊断中的应用研究

为获取煤粉炉内详细而有效的检测参数,通过布置在某300MW电厂锅炉炉本体上的16支CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)火焰探头从不同高度、不同层面实时拍摄炉内火焰图像,经图像处理技术处理后得到反映炉内多个区域燃烧强度的多层辐射能信号。通过对一次炉膛灭火事故的分析表明,炉内多层辐射能事故响应时间更迅速,提供的炉内燃烧工况信息更全面。在查明灭火事故的起始位置及发展过程的基础上,采取了相关措施后,该炉至今未发生类似灭火事故。多层辐射能检测信号可作为一个有效工具应用于大型燃煤电厂锅炉的燃烧诊断中。     

辐射能作为热量信号的过热蒸汽温度控制

传统的锅炉过热蒸汽温度控制系统通过检测过热蒸汽温度及其变化趋势来调节减温水量．从而维持过热蒸汽温度在允许的范围之内。由于过热蒸汽温度在减温水量扰动下延迟较大，这种特性使过热蒸汽温度的控制滞后，控制效果不理想。鉴于锅炉总辐射能信号充分体现了锅炉内燃烧工况的变化，能提前反映烟道进口烟温变化趋势，为此，在过热蒸汽温度控制系统中引入了锅炉总辐射能信号，通过检测烟气温度及其变化趋势来提前调节减温水量，从而改善主蒸汽温度调节的品质。经在广东省沙角A电厂5号机组（300MW）上进行了定负荷与变负荷工况下的调节试验，调节效果理想。     

采用辐射能反馈信号的火电单元机组负荷控制系统仿真研究

针对目前单元机组承担调峰任务,负荷增减频繁的现象,引入锅炉炉膛辐射能信号作为中间被调量,对锅炉燃烧率进行反馈控制,构成新的单元机组负荷协调控制方式。仿真研究结果表明,该控制系统能够提高机组负荷的跟踪性能,有效地克服锅炉燃烧率内对机组运行的影响,显著提高了系统的控制品质,并易于工程实现。     

燃烧三维温度场及辐射能信号特性的分析

针对电站锅炉炉内工况的特点,从研究温度场入手,通过对火焰图像的分析,得到了炉内燃烧实时的三维温度场,并以此获得锅炉燃烧的辐射能信号,为实现燃烧优化控制提供了新的研究途径。     

以锅炉总辐射能作为热量信号的机组负荷控制应用研究

研究将锅炉总辐射能实时信号应用于机组负荷调节的过程,分析其对提高机组负荷、汽包压力、主蒸汽温度的调节品质所起到的作用。现场试验及相关参数的分析表明,该方法能有效减小主要热力参数的调节偏差,提高负荷控制系统的调节品质。     

基于μ综合的燃烧系统鲁棒控制

针对火电厂燃烧过程中主蒸汽压力控制系统的大时滞、大惯性和非线性,采用能迅速反映燃料侧扰动的辐射能信号进行快速补偿,设计一个混合灵敏度μ控制器作为主控制器。将μ分析方法引入锅炉燃烧控制系统,综合考虑了系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,解决了常规H∞控制性能不理想的问题。给出了基于μ综合理论的控制方法求解控制器的具体步骤,并分析了系统具有鲁棒稳定性和鲁棒性能的条件。仿真结果表明采用μ控制器有效地减小了稳态误差,明显改善了响应性能指标。     

炉膛燃烧稳定性的火焰图像诊断方法

通过对燃煤锅炉炉膛火焰图像辐射能信号的分析,从多幅火焰图像中综合得出反映全炉膛图像的特征量,据此可以准确地给出炉膛燃烧调整的程度,从而使燃烧便于监测与控制。图像诊断分析对锅炉燃烧状况、灭火预警,以及炉膛安全监控系统(FSSS)的分析等有显著的效果。