一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法与流程

本发明涉及信息物理系统领域，具体为一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法。

背景技术：

1、锅炉燃烧系统运行过程中，一次风、二次风及分级风需要按照预定比例输送至炉膛不同区域，以保证燃料充分燃烧并降低烟气流动阻力。现有锅炉配风控制方式通常依据风量测点、风压测点以及风门开度反馈信息进行闭环调节，并结合经验模型或静态阻力模型确定各风道的配风参数。然而，锅炉经过长周期运行后，部分风道内部会逐渐形成积灰、结焦、磨损变形或局部堵塞现象，导致风道实际流通截面发生变化，各风道的真实流动阻力已经发生改变，但现场测量系统能够直接获取的仍然主要是有限数量的风量、风压及风门开度数据，难以实时反映风道内部结构状态变化。

2、特别是在锅炉负荷频繁波动、燃料热值变化较大或机组参与深度调峰运行时，不同风道阻力变化所产生的影响具有明显的非线性和时变特征。部分区域可能出现风量过剩，而另一部分区域则因局部阻塞导致供风不足。由于现有控制系统主要依据实时测点反馈进行调节，当监测数据出现变化时，风场不均衡状态往往已经形成，并进一步引起炉膛局部燃烧强度偏差、烟气流场畸变以及系统压降增加等问题。

3、因此，设计提升锅炉燃烧稳定性的锅炉配风均流降阻自适应控制方法是很有必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，具备提升锅炉燃烧稳定性的优点，解决了上述背景技术中的问题。

2、为实现上述提升锅炉燃烧稳定性的目的，本发明提供如下技术方案：一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，包括以下步骤：

3、获取锅炉支路风量、风箱静压、风门开度、炉膛燃烧特征参数，根据风门开度对应的通流能力与实际风量间的偏离程度计算风量偏离值，将偏离值关联至对应风道单元，在数字空间构建与物理风道对应的风道映射模型；

4、统计相邻周期内各单元风量偏离值的变化方向及幅度，将持续同向偏离且在风道拓扑结构中存在直接气流连通关系的单元组合为异常流动区域，计算异常流动区域对下游风道风量分布的累积影响量，建立异常流动区域间的影响传递关系；

5、依据影响传递关系驱动风道映射模型执行风量重分配计算，模拟不同风门调整量下的风量变化结果，记录对应的风量均匀系数、风道总压降及氧量离散度，形成多个与调整方案对应的数字运行场景；

6、从数字场景中选取风量均匀系数提高且风道总压降下降的候选场景，将候选场景风门调整量分阶段加载至实际系统，采集实时数据并计算实际结果与对应数字场景间的偏差值，保留偏差值低于阈值的有效场景；

7、按照各有效场景的均流增益、降阻收益及稳燃裕度计算综合控制评分，利用评分修正风道映射模型中的风阻参数，并选取评分最高的场景对应方案作为当前配风调节策略，在下一控制周期，基于修正后的风道映射模型和更新后的实时数据，返回执行统计相邻周期内各单元风量偏离值的步骤，形成自适应控制。

8、与现有技术相比，本发明提供一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，具备以下有益效果：

9、本发明通过构建与实际锅炉送风系统同步运行的数字孪生风道映射模型，将风量偏离状态、风道拓扑结构及燃烧运行参数进行统一关联，实现了配风系统运行状态的数字化映射与动态跟踪；通过识别持续同向偏离且具有气流连通关系的异常流动区域，并建立异常流动区域间的影响传递关系，能够准确定位造成风量失衡和局部阻力增大的关键风道区域，避免传统配风调节依赖经验判断导致的调整盲目性；利用影响传递关系驱动数字模型执行风量重分配计算，提前模拟不同风门调整方案下的风量分布、压力分布及炉膛氧量分布变化情况，形成多个可验证的数字运行场景，从而在实际调节前预测均流效果和降阻效果，降低现场试调次数；通过将候选场景分阶段加载至实际系统并利用实际运行数据进行场景验证，实现数字模型与物理系统的双向校核，使筛选得到的有效场景更贴近真实运行工况；通过综合考虑均流增益、降阻收益及稳燃裕度建立控制评分机制，并利用现场验证结果持续修正风道映射模型中的风阻参数和流量分配参数，使数字孪生模型具备自学习和自适应优化能力。不仅能够提高各支路风量分布均匀性，降低风道系统总压降和风机能耗，而且能够减小炉膛氧量分布离散度，提高燃烧稳定性和锅炉运行安全性，实现锅炉配风系统的均流、降阻、稳燃协同优化控制。

1.一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，根据风门开度对应的通流能力与实际风量间的偏离程度计算风量偏离值的过程为：

3.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，在数字空间构建与物理风道对应的风道映射模型的过程为：

4.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，将持续同向偏离且在风道拓扑结构中存在直接气流连通关系的单元组合为异常流动区域的过程为：

5.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，建立异常流动区域间的影响传递关系的过程为：

6.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，模拟不同风门调整量下的风量变化结果的过程为：

7.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，形成多个与调整方案对应的数字运行场景的过程为：

8.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，将候选场景风门调整量分阶段加载至实际系统的过程为：

9.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，保留偏差值低于阈值的有效场景的过程为：

10.根据权利要求1所述的一种锅炉配风均流降阻自适应控制方法，其特征在于，选取评分最高的场景对应方案作为当前配风调节策略的过程为：