一种燃气锅炉风烟系统风机控制方法、系统及装置与流程

本发明涉及锅炉风烟系统技术领域，更具体地说，涉及一种燃气锅炉风烟系统风机控制方法，还涉及一种燃气锅炉风烟系统风机控制系统及装置。

背景技术：

冶金煤气锅炉的燃料由一种或多种煤气组成，主要由以下组合：焦炉煤气+高炉煤气、高炉煤气、高炉煤气+转炉煤气、焦炉煤气+高炉煤气+转炉煤气等，焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气均由焦炉、高炉、转炉实时生产产生，且一般距离煤气锅炉较远，由于高炉和转炉是间断生产，以及还有其它用汽车间，造成煤气管道压力极不稳定。煤气锅炉燃烧反应迅速，压力的变化对风烟系统的调节产生较大影响，负压和氧量会产生较大波动，负压过高、过低可能造成燃烧效率下降、风机单耗增加或散热损失和排烟损失增加，煤气过氧燃烧，会造成排烟损失增加或欠氧燃烧增加化学不完全燃烧损失，降低锅炉转换效率。

煤气炉风烟系统稳定是进入锅炉煤气量加空气量与出锅炉的烟气量保持平衡，空气量按照煤气量的热值量确定，保持氧量平衡，当输入锅炉的煤气量及组分保持不变时，空气量与烟气量基本保持不变，但在生产过程中，煤气量与煤气组分变化频繁且较大，容易造成炉膛负压和氧量波动较大，自动调节频繁切除，人工操作强度增加。

煤气炉的风烟系统调节回路分为炉膛负压回路和氧量回路，目前炉膛负压回路是通过炉膛负压偏差单回路调节引风机变频，氧量回路通过氧量和送风量串级回路调节送风机变频。由于外界煤气量与组分发生变化，造成炉膛负压和氧量的变化后，再进行调节送、引风机，存在滞后调节，容易引起参数大幅度波动。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种燃气锅炉风烟系统风机控制方法，以解决现有的在生产过程中，煤气量与煤气组分变化频繁造成炉膛负压和氧量波动较大，自动调节频繁切除，人工操作强度增加的问题。本发明的第二个目的是提供一种燃气锅炉风烟系统风机控制系统及装置。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种燃气锅炉风烟系统风机控制方法，包括：

根据实时获取的煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量；

根据所述煤气体积流量和所述煤气热值流量计算分别得到引风机指令前馈值和送风机氧量回路指令前馈值；

根据所述引风机指令前馈值对引风机指令值进行修正以控制引风机变频、根据所述送风机氧量回路指令前馈值对送风机指令值进行以修正控制送风机变频。

优选地，所述根据实时获取的煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量，包括：

根据公式qv＝qv1+qv2+qv3计算所述煤气体积流量qv，其中，qv1为实时焦炉煤气流量，qv2为实时高炉煤气流量、qv3为实时转炉煤气流量；

根据公式qh＝(qv1×h1+qv2×h2+qv3×h3)/h2计算所述煤气热值流量qh，其中，h1为预设焦炉煤气热值、h2为预设高炉煤气热值、h3为预设转炉煤气热值。

优选地，所述根据所述煤气体积流量和所述煤气热值流量计算分别得到引风机指令前馈值和送风机氧量回路指令前馈值，包括：

根据公式oc1＝qv×k1+qv4×k2计算所述引风机指令前馈值oc1，其中，k1为煤气体积流量对于引风机指令值的系数、qv4为实时送风量、k2为实时送风量对于引风机指令值的系数；

根据公式oc2＝qh×k3计算所述送风机氧量回路指令前馈值oc2，其中，k3为风煤比。

优选地，所述根据所述引风机指令前馈值对引风机指令值进行修正控制引风机变频，包括：

根据公式x＝oc1-x1计算得到引风机修正指令值x，其中，x1为前一周期的引风机指令前馈值，通过所述引风机修正指令值x对所述引风机指令值进行修正以控制所述引风机变频。

优选地，所述根据所述送风机氧量回路指令前馈值对送风机指令值进行修正控制送风机变频，包括：

根据公式y＝oc1-y1计算得到送风机修正指令值y，其中，y1为前一周期的送风机指令前馈值，通过所述送风机修正指令值y对所述送风机指令值进行修正以控制所述送风机变频。

优选地，所述方法还包括：

当检测到的炉膛负压实测值大于等于炉膛负压最大值时、控制所述送风机停止增频动作；

当炉膛负压实测值小于等于炉膛负压最小值时、控制所述送风机停止减频动作。

优选地，所述当检测到的炉膛负压实测值大于等于炉膛负压最大值时、控制所述送风机停止增频动作之后，所述方法还包括：

控制煤气调节阀停止增加开度动作。

优选地，所述当炉膛负压实测值小于等于炉膛负压最小值时、控制所述送风机指令闭锁减之后，所述方法还包括：

控制煤气调节阀停止减小开度动作。

本发明提供一种燃气锅炉风烟系统风机控制系统，包括：

煤气参数值处理模块，用于根据实时获取的煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量；

指令前馈值处理模块，用于根据所述煤气体积流量和所述煤气热值流量计算分别得到引风机指令前馈值和送风机氧量回路指令前馈值；

风机指令值修正模块，用于根据所述引风机指令前馈值对引风机指令值进行修正以控制引风机变频、根据所述送风机氧量回路指令前馈值对送风机指令值进行以修正控制送风机变频。

本发明提供一种燃气锅炉风烟系统风机控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述的燃气锅炉风烟系统风机控制方法的步骤。

本发明提供的燃气锅炉风烟系统风机控制方法，包括：根据实时获取的煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量；根据煤气体积流量和煤气热值流量计算分别得到引风机指令前馈值和送风机氧量回路指令前馈值；根据引风机指令前馈值对引风机指令值进行修正以控制引风机变频、根据送风机氧量回路指令前馈值对送风机指令值进行以修正控制送风机变频。

应用本发明提供的燃气锅炉风烟系统风机控制方法，通过煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量，提前对引风机指令值和送风机指令值进行修正，以快速稳定炉内风烟系统，减少外界压力波动的影响，提高锅炉转换效率。上述方法在对风机频率控制时，增加煤气流量体积和组分分析，以降低风烟系统参数波动，保证锅炉安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种燃气锅炉风烟系统风机控制方法的流程框图；

图2为本发明实施例提供的一种燃气锅炉风烟系统风机控制系统的结构框图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种燃气锅炉风烟系统风机控制方法，以解决现有的在生产过程中，煤气量与煤气组分变化频繁造成炉膛负压和氧量波动较大，自动调节频繁切除，人工操作强度增加的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种燃气锅炉风烟系统风机控制方法的流程框图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供的燃气锅炉风烟系统风机控制方法，包括：

s11：根据实时获取的煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量；

煤气流量包括焦炉煤气流量、高炉煤气流量、转炉煤气流量中的一种或几种组成，煤气热值流量一般以高炉煤气流量为基础单位，其他煤气流量按照热值比折算为高炉煤气流量。

s12：根据煤气体积流量和煤气热值流量计算分别得到引风机指令前馈值和送风机氧量回路指令前馈值；

s13：根据引风机指令前馈值对引风机指令值进行修正以控制引风机变频、根据送风机氧量回路指令前馈值对送风机指令值进行以修正控制送风机变频。

通过煤气体积流量得到引风机指令前馈值，并通过引风机指令前馈值对引风机指令值进行修正，以提前控制引风机变频，同样地，通过煤气热值流量得到送风机氧量回路指令前馈值，通过送风机氧量回路指令前馈值对送风机指令值进行修正，以提取控制送风机变频。

应用本发明提供的燃气锅炉风烟系统风机控制方法，通过煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量，提前对引风机指令值和送风机指令值进行修正，以快速稳定炉内风烟系统，减少外界压力波动的影响，提高锅炉转换效率。上述方法在对风机频率控制时，增加煤气流量体积和组分分析，以降低风烟系统参数波动，保证锅炉安全。

具体的，根据实时获取的煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量，包括：

根据公式qv＝qv1+qv2+qv3计算煤气体积流量qv，其中，qv1为实时焦炉煤气流量，qv2为实时高炉煤气流量、qv3为实时转炉煤气流量；当煤气体积流量由三种煤气流量中的一种或几种组成时，其余煤气流量为0。

根据公式qh＝(qv1×h1+qv2×h2+qv3×h3)/h2计算煤气热值流量qh，其中，h1为预设焦炉煤气热值、h2为预设高炉煤气热值、h3为预设转炉煤气热值。预设焦炉煤气热值、预设高炉煤气热值和预设转炉煤气热值均为预设值，可通过查表或其他方式获取。

进一步地，根据煤气体积流量和煤气热值流量计算分别得到引风机指令前馈值和送风机氧量回路指令前馈值，包括：

根据公式oc1＝qv×k1+qv4×k2计算引风机指令前馈值oc1，其中，k1为煤气体积流量对于引风机指令值的系数、qv4为实时送风量、k2为实时送风量对于引风机指令值的系数；根据公式oc2＝qh×k3计算送风机氧量回路指令前馈值oc2，其中，k3为风煤比。

k1、k2分别为预设值，在运行时进行预设；k3为实时风煤比，或在其他实施例中，也可以为根据经验预设k3。

在一种实施例中，根据引风机指令前馈值对引风机指令值进行修正控制引风机变频，包括：

根据公式x＝oc1-x1计算得到引风机修正指令值x，其中，x1为前一周期的引风机指令前馈值，通过引风机修正指令值x对引风机指令值进行修正以控制引风机变频。

进一步地，根据送风机氧量回路指令前馈值对送风机指令值进行修正控制送风机变频，包括：

根据公式y＝oc1-y1计算得到送风机修正指令值y，其中，y1为前一周期的送风机指令前馈值，通过送风机修正指令值y对送风机指令值进行修正以控制送风机变频。

引风机指令值、送风机指令值由系统根据工况得到，在引风机指令值、送风机指令值的基础上，根据煤气体积流量和组分分析，得到引风机修正指令值x、送风机修正指令值y以提前分别对引风机指令值、送风机指令值进行修正，保证风烟系统稳定。在其他实施例中，也可以通过引风机指令前馈值直接对引风机指令值进行修正，或通过送风机指令前馈值对送风机指令值进行修正，但此种方式引风机指令值和送风机指令值波动值较大。

在上述各实施例的基础上，方法还包括：

当检测到的炉膛负压实测值大于等于炉膛负压最大值时、控制送风机停止增频动作，以防止送风机动作导致炉膛负压过高；

当炉膛负压实测值小于等于炉膛负压最小值时、控制送风机停止减频动作，以防止送风机动作导致炉膛负压过低，造成燃烧效率下降、风机单耗增加或散热损失和排烟损失增加等。

炉膛负压最大值可由炉膛负压目标值和最大浮动值相加得到，炉膛负压最小值可由炉膛负压目标值和最大浮动值相减得到。

进一步地，当检测到的炉膛负压实测值大于等于炉膛负压最大值时、控制送风机停止增频动作之后，方法还包括：

控制煤气调节阀停止增加开度动作。

同样地，当炉膛负压实测值小于等于炉膛负压最小值时、控制送风机指令闭锁减之后，方法还包括：

控制煤气调节阀停止减小开度动作。

由此以根据风烟系统参数限制煤气调节阀动作，辅助调节风烟系统，提高风烟系统的抗外界干扰能力，使得风烟系统参数更加稳定，减弱煤气对于风烟系统的影响。

基于上述的方法实施例，本发明还提供了一种与其相对应的系统实施例，请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种燃气锅炉风烟系统风机控制系统的结构框图，该燃气锅炉风烟系统风机控制系统包括：

煤气参数值处理模块10，用于根据实时获取的煤气流量和煤气热值计算得到煤气体积流量和煤气热值流量；

指令前馈值处理模块20，用于根据煤气体积流量和煤气热值流量计算分别得到引风机指令前馈值和送风机氧量回路指令前馈值；

风机指令值修正模块30，用于根据引风机指令前馈值对引风机指令值进行修正以控制引风机变频、根据送风机氧量回路指令前馈值对送风机指令值进行以修正控制送风机变频。

本发明还提供了一种燃气锅炉风烟系统风机控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如任一实施例所述的燃气锅炉风烟系统风机控制方法的步骤。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。