一种循环流化床湿煤泥全量掺烧控制方法及系统与流程

本发明属于循环流化床锅炉燃烧控制，尤其涉及一种循环流化床湿煤泥全量掺烧控制方法及系统。

背景技术：

1、循环流化床机组具有燃料适应性强、负荷调节范围宽和污染物排放控制效果较好的特点，常用于煤泥、矸石煤、低热值燃料等燃料的掺烧利用。湿煤泥作为一种含水率较高、热值波动较大的燃料，在循环流化床锅炉中进行掺烧时，能够提高煤泥资源化利用率，并降低部分燃料成本。

2、在低负荷深调运行状态下，循环流化床机组的总燃料需求明显降低，若给煤机仍保持连续供煤，即使给煤机处于较低出力状态，也会占用一部分燃料输入空间，导致湿煤泥泵送系统难以达到目标供料状态，影响湿煤泥全量掺烧的实现。若直接停止给煤机连续供煤，又可能引起床温下降、流化状态不稳定以及主燃料跳闸保护误判等问题，影响机组低负荷运行安全。

3、现有技术通常侧重于给煤量调节、燃烧稳定控制或煤泥掺烧比例控制，缺少针对低负荷工况下“给煤机连续供煤退出、湿煤泥泵送独立供料、给煤机热备用保持以及主燃料跳闸保护适配”之间协同判断和控制的方案。

4、因此，在循环流化床机组低负荷运行过程中，如何协调给煤机供煤、湿煤泥泵送供料、燃烧稳定性和主燃料跳闸保护之间的关系，以提高湿煤泥掺烧比例并保证机组安全运行，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有循环流化床机组在低负荷深调运行状态下掺烧湿煤泥时，给煤机连续供煤容易占用湿煤泥泵送供料空间，湿煤泥泵送独立供料能力难以准确判断，以及给煤机退出连续供煤后可能出现床温波动、流化异常和主燃料跳闸保护误判等问题，本发明提供一种循环流化床湿煤泥全量掺烧控制方法及系统。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种循环流化床湿煤泥全量掺烧控制方法，包括如下步骤：

4、获取低负荷深调运行状态和燃料供给状态。

5、根据所述低负荷深调运行状态确定当前低负荷燃料需求基准，根据所述燃料供给状态进行燃料输入热值折算和运行状态标识生成，形成当前状态特征信息。

6、将所述当前状态特征信息输入预配置的低负荷湿煤泥掺烧仿真模型，以所述当前低负荷燃料需求基准为判断基准，得到给煤机连续供煤退出判断结果和湿煤泥泵送独立供料可行判断结果。

7、根据所述给煤机连续供煤退出判断结果、所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果和所述当前状态特征信息中的床温状态标识，生成供料控制策略集。

8、将所述供料控制策略集中的各供料控制策略编码后，与所述当前低负荷燃料需求基准和所述当前状态特征信息输入所述预配置的低负荷湿煤泥掺烧仿真模型，得到仿真评价结果。

9、根据所述仿真评价结果执行湿煤泥全量掺烧运行控制或补燃恢复运行控制，并在湿煤泥泵送系统有效供料时生成燃料存在状态标识，将所述燃料存在状态标识用于全燃料丧失判断。

10、进一步地，所述预配置的低负荷湿煤泥掺烧仿真模型的建立包括：

11、获取样本工况，确定样本当前低负荷燃料需求基准。

12、根据所述样本工况中的燃料供给状态形成样本燃料输入份额，将所述样本工况中的运行状态转换为样本状态标识，并按预设字段顺序组合为样本状态特征信息。

13、根据所述样本工况对应的供料控制策略和预设编码规则生成样本策略编码信息。

14、以样本当前低负荷燃料需求基准和样本状态特征信息为索引，将样本给煤机连续供煤退出判断结果和样本湿煤泥泵送独立供料可行判断结果写入状态判断映射表。

15、以样本当前低负荷燃料需求基准、样本状态特征信息和样本策略编码信息为联合索引，将样本策略评价结果写入策略评价映射表。

16、由状态判断映射表和策略评价映射表形成预配置的低负荷湿煤泥掺烧仿真模型。

17、进一步地，所述给煤机连续供煤退出判断结果的获取方法包括：

18、以所述当前低负荷燃料需求基准、所述当前状态特征信息中的给煤机燃料输入份额和湿煤泥目标燃料输入份额为判断量。

19、将所述给煤机燃料输入份额与所述湿煤泥目标燃料输入份额相加，得到合计燃料输入份额。

20、当所述合计燃料输入份额大于所述当前低负荷燃料需求基准时，所述给煤机连续供煤退出判断结果为需要退出。

21、当所述合计燃料输入份额不大于所述当前低负荷燃料需求基准时，所述给煤机连续供煤退出判断结果为暂不退出。

22、进一步地，所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果的获取方法包括：

23、当所述给煤机连续供煤退出判断结果为需要退出时，确定给煤机退出连续供煤后的燃料供给状态，并由所述燃料供给状态确定湿煤泥可供燃料输入份额。

24、当所述湿煤泥可供燃料输入份额不低于所述当前低负荷燃料需求基准，且所述当前状态特征信息中的湿煤泥泵送系统有效供料状态标识为有效时，所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果为可行。

25、当所述湿煤泥可供燃料输入份额低于所述当前低负荷燃料需求基准，或者所述当前状态特征信息中的湿煤泥泵送系统有效供料状态标识为无效时，所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果为不可行。

26、当所述给煤机连续供煤退出判断结果为暂不退出时，所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果为无需独立供料判断。

27、进一步地，所述供料控制策略集的生成过程包括：

28、给煤机连续供煤对比策略为：给煤机目标给煤量为当前给煤量、给煤机目标运行状态为给煤运行状态、湿煤泥泵送系统目标状态为当前供料状态。

29、当所述给煤机连续供煤退出判断结果为需要退出且所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果为可行时，给煤机热备用且湿煤泥泵送供料策略为：给煤机目标给煤量为零、给煤机目标运行状态为热备用状态、湿煤泥泵送系统目标状态为按湿煤泥目标供料量泵送，并加入所述供料控制策略集。

30、当所述床温状态标识不满足稳燃要求或所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果为不可行时，补燃恢复策略的补燃恢复状态为启动，否则补燃恢复状态为待启动。

31、将所述给煤机连续供煤对比策略和所述补燃恢复策略加入所述供料控制策略集。

32、进一步地，所述仿真评价结果的获取方法包括：

33、按预设策略顺序遍历所述供料控制策略集中的供料控制策略。

34、对每一所述供料控制策略提取策略类型、给煤机目标给煤量、给煤机目标运行状态、湿煤泥泵送系统目标状态和补燃恢复状态，未包含补燃恢复状态的供料控制策略以待启动作为补燃恢复状态，并按预设编码规则生成策略编码信息。

35、将所述当前低负荷燃料需求基准、所述当前状态特征信息和所述策略编码信息按预设字段顺序组合为策略评价输入字段，输入所述预配置的低负荷湿煤泥掺烧仿真模型，得到床温稳定预测结果、流化安全预测结果和主燃料跳闸保护触发预测结果。

36、以所述供料控制策略为策略标识，将所述策略编码信息、所述床温稳定预测结果、所述流化安全预测结果和所述主燃料跳闸保护触发预测结果写入对应的策略评价记录，形成所述仿真评价结果。

37、进一步地，所述主燃料跳闸保护触发预测结果的确定方法包括：

38、根据当前状态特征信息和策略编码信息确定供料控制策略作用后的燃烧记忆状态、给煤机运行状态、床下油枪投入状态和湿煤泥泵送系统有效供料状态标识。

39、当燃烧记忆状态为成立、给煤机运行状态为全停、床下油枪投入状态为未投入且湿煤泥泵送系统有效供料状态标识为无效时，主燃料跳闸保护触发预测结果为存在全燃料丧失触发风险。

40、当燃烧记忆状态为成立、给煤机运行状态为全停、床下油枪投入状态为未投入且湿煤泥泵送系统有效供料状态标识为有效时，主燃料跳闸保护触发预测结果为不存在全燃料丧失触发风险。

41、当燃烧记忆状态不成立、给煤机运行状态不为全停或床下油枪投入状态为已投入时，主燃料跳闸保护触发预测结果为不存在全燃料丧失触发风险。

42、进一步地，所述湿煤泥全量掺烧目标策略的确定方法包括：

43、当所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果为可行，且所述给煤机热备用且湿煤泥泵送供料策略对应的床温稳定预测结果为稳定、流化安全预测结果为安全、主燃料跳闸保护触发预测结果为不存在全燃料丧失触发风险时，将所述给煤机热备用且湿煤泥泵送供料策略确定为湿煤泥全量掺烧目标策略。

44、当所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果为不可行或者为无需独立供料判断时，将所述补燃恢复策略确定为过渡控制策略。

45、当所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果为可行，且所述给煤机热备用且湿煤泥泵送供料策略对应的床温稳定预测结果为不稳定、对应的流化安全预测结果为不安全或者对应的主燃料跳闸保护触发预测结果为存在全燃料丧失触发风险时，将所述补燃恢复策略确定为过渡控制策略。

46、进一步地，所述湿煤泥全量掺烧运行控制包括生成并执行运行控制指令序列，所述运行控制指令序列的执行过程包括：

47、根据所述湿煤泥全量掺烧目标策略中的湿煤泥目标供料量向湿煤泥泵送系统下发湿煤泥泵送供料指令，并获取湿煤泥泵送流量和湿煤泥泵送压力。

48、当湿煤泥泵送流量达到预设有效泵送流量阈值、湿煤泥泵送压力处于预设有效泵送压力范围内，且湿煤泥泵送流量和湿煤泥泵送压力满足预设有效供料条件的状态持续达到预设有效供料确认时间时，生成燃料存在状态标识。

49、在燃料存在状态标识生成后，按预设退出速率降低给煤机给煤量至零，并将给煤机连续供煤状态切换为退出状态，同时保持给煤机热备用。

50、在主燃料跳闸保护判断中，将燃料存在状态标识与燃烧记忆状态、给煤机运行状态和床下油枪投入状态共同用于全燃料丧失判断。

51、进一步地，所述运行控制指令序列的执行过程还包括床温预警调节和快速补燃控制：

52、在给煤机退出连续供煤并保持热备用期间，获取前墙上层各床温测点温度、各分区床温测点温度、床压状态和一次流化风量，确定前墙上层平均床温和分区相对温差。

53、当所述前墙上层平均床温低于预设床温预警值且不低于预设稳燃床温下限，且各所述分区相对温差均未达到预设区域温差阈值时，将床压控制目标设为所述床压状态对应的原床压控制目标与预设床压调节步长之和且不超过预设床压控制上限，将一次流化风量控制目标设为所述一次流化风量与预设风量调节步长之差且不低于预设最低流化风量。

54、当所述前墙上层平均床温低于所述预设稳燃床温下限，或任一所述分区相对温差达到所述预设区域温差阈值时，将给煤机切换为给煤运行状态并恢复给煤机供煤。

55、基于上述方法，本发明还提供一种循环流化床湿煤泥全量掺烧控制系统，其用于实现上述循环流化床湿煤泥全量掺烧控制方法，所述系统包括数据获取模块、特征处理模块、仿真判断模块、策略生成模块、仿真评价模块、目标策略确定模块、运行控制模块和保护适配模块。

56、所述数据获取模块用于获取低负荷深调运行状态和燃料供给状态。

57、所述特征处理模块用于根据所述低负荷深调运行状态确定当前低负荷燃料需求基准，并根据所述燃料供给状态进行燃料输入热值折算和运行状态标识生成，形成当前状态特征信息。

58、所述仿真判断模块用于将所述当前状态特征信息输入预配置的低负荷湿煤泥掺烧仿真模型，并以所述当前低负荷燃料需求基准为判断基准，得到给煤机连续供煤退出判断结果和湿煤泥泵送独立供料可行判断结果。

59、所述策略生成模块用于根据所述给煤机连续供煤退出判断结果、所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果和所述当前状态特征信息中的床温状态标识，生成供料控制策略集。

60、所述仿真评价模块用于将所述供料控制策略集中的供料控制策略编码后，与所述当前低负荷燃料需求基准和所述当前状态特征信息输入所述预配置的低负荷湿煤泥掺烧仿真模型，得到仿真评价结果。

61、所述目标策略确定模块用于根据所述湿煤泥泵送独立供料可行判断结果和所述仿真评价结果确定湿煤泥全量掺烧目标策略或过渡控制策略。

62、所述运行控制模块用于根据所述湿煤泥全量掺烧目标策略执行湿煤泥全量掺烧运行控制，并根据所述过渡控制策略执行补燃恢复运行控制。

63、所述保护适配模块用于在湿煤泥泵送系统有效供料时生成燃料存在状态标识，并将所述燃料存在状态标识用于全燃料丧失判断。

64、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

65、本发明根据低负荷深调运行状态确定当前低负荷燃料需求基准，并结合燃料供给状态形成当前状态特征信息，以当前低负荷燃料需求基准作为判断基准，得到给煤机连续供煤退出判断结果和湿煤泥泵送独立供料可行判断结果，可避免低负荷下给煤机连续供煤占用湿煤泥泵送供料空间，提高湿煤泥全量掺烧判断的准确性。

66、本发明生成包括给煤机连续供煤对比策略、给煤机热备用且湿煤泥泵送供料策略和补燃恢复策略的供料控制策略集，并对各供料控制策略进行编码和仿真评价，根据床温稳定预测结果、流化安全预测结果和主燃料跳闸保护触发预测结果确定湿煤泥全量掺烧目标策略或过渡控制策略，可降低低负荷湿煤泥全量掺烧切换过程中的床温波动、流化异常和保护误判风险。

67、本发明在湿煤泥泵送系统有效供料时生成燃料存在状态标识，并将燃料存在状态标识用于全燃料丧失判断，同时在给煤机退出连续供煤并保持热备用期间执行床温预警调节和快速补燃控制，可减少主燃料跳闸保护误判，并提高低负荷湿煤泥全量掺烧运行的安全性和稳定性。