专利名称：一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及火力发电控制技术领域，特别涉及一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制
方法及其装置。
背景技术：
目前国内的电力供应主要以火电为主。根据中国电力网数据，以2008年1-6月份 为例，全国规模以上发电厂发电量为16803. 19亿千瓦时，其中火电为144149. 83亿千瓦时。 火力发电厂在运行时需要消耗大量的煤。我国一般情况下，一台12. 5万kW的机组标准煤耗 为380g/kWh， 一台30万kW机组的标准发电煤耗为330g/kWh。先进国家30万kW机组的标 准仅为每千瓦时300克左右的煤耗水平，可见，我国火力发电厂的煤耗有较大的降耗空间。 有效降低发电煤耗，对于火力发电厂节能减排及降低运行费用均具有重大意义。
目前国内外尚未见对于锅炉燃烧模式的系统性研究。对于炉膛火焰图像燃烧模 式的研究，仅见文献[l]，其中对典型的四角切圆燃烧的火焰特征进行研究，提出了若干反 映实时燃烧状态特征参数和模式识别的措施，但未能进一步提出给煤和进风的模式进行研 究，也未能提出具体的燃烧控制措施。 国内对煤燃烧的研究主要集中于火焰温度场的研究，其目的主要是进行火焰测温 和锅炉燃烧诊断，以改进锅炉结构或进风方式，如在文献[2]中。 通过高炉红外图像建立料面温度场是判断高炉煤气流分布形态，以进行温度标 定。在文献[3]中，作者在1台670t/h电站锅炉上安装了 1套三维温度场可视化监测系统， 以进行应用于燃烧诊断的炉膛内三维温度场在线监测。在文献[4]中，作者在煤粉试验炉 上进行了三维温度场重建，同时进行燃烧稳定性、经济性和清洁性的判断。
以目前的技术手段，对炉膛内火焰的检测技术已经比较完善。在文献[5]中，作者 对火焰检测技术进行了综述，并叙述了当前最新采用的新型数字火检和图像火检技术。
在目前已达到实用化的技术中，文献[6]描述了一种基于数字视频图像处理和传 像光纤，开发了一套煤粉火焰监视系统。对火焰的记录及事故回放提供了依据。在文献 [7]中，对数字图像处理技术在电站锅炉炉膛火焰处理上的应用进行了综述，并对锅炉炉膛 火焰图像处理技术在电站锅炉炉膛温度场构建、燃烧诊断及优化燃烧控制等应用进行了阐 述。文献[8]提供了一种利用辐射信号作为中间控制量、以锅炉蒸汽压力作为外回路被控 制量的锅炉燃烧优化控制反馈系统，该系统也根据炉膛内火焰图像提供了基于温度的燃烧 状态综合图像，以提供给运行人员参考。 综上所述，国内对于炉膛内的火焰燃烧已有相当程度的研究，对炉膛燃烧诊断具 有一定的工程实践，对炉膛内温度监测已具有实际的实践检验。对于燃烧控制也有一定的 研究。但缺少针对燃烧模式的系统性研究，以及为降低煤耗而采取的工程措施及与此相关 的研究。
发明内容
本发明提供一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法及其装置，旨在解决不同的煤 质、不同负荷条件下，通过实时工况分析、图像分析和谱分析，实时确定最佳燃烧节煤发电 控制方案，并由运行人员实施相应的控制，从而减低发电煤耗，减少燃烧排放量。
本发明的目的是这样实现的 —、火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法(简称方法)
本方法包括下列步骤 ①燃烧信息和运行工况信息的同步实时数据和图像采集； ②燃烧信息和运行工况信息的分析与优化； ③最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定； ④最佳燃烧节煤发电控制方案生成； ⑤最佳燃烧节煤发电控制方案实施。 二、火电厂最佳燃烧节煤发电控制装置(简称装置) 本装置包括现有的锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构，同步实时数 据和图像采集系统，操作与控制系统和操作监视单元；
设置有节煤发电控制决策系统； 锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构，同步实时数据和图像采集系统， 节煤发电控制决策系统，操作监视单元，操作与控制系统和锅炉、汽机和发电机的信号系统 及控制执行机构依次闭环连接组成自动控制系统，实现锅炉、汽机和发电机的燃烧信息和 运行工况信息的同步实时数据和图像采集、燃烧信息和运行工况信息的分析与优化、最佳 燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定、最佳燃烧节煤发电控制方案生成和最佳燃烧节 煤发电控制方案实施； 同步实时数据和图像采集系统的输出端连接操作监视单元输入端，实现锅炉、汽 机和发电机运行工况的实时监视； 节煤发电控制决策系统的输出端连接操作与控制系统的输入端，实现最佳燃烧节 煤发电控制方案的实时监视。 同步实时数据和图像采集系统的输出端连接操作监视单元输入端，实现锅炉、汽 机和发电机运行工况的实时监视； 节煤发电控制决策系统的输出端连接操作与控制系统的输入端，实现最佳燃烧节 煤发电控制方案的实时监视。 与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果 ①在不同煤质和不同发电机出力的条件下，均可实时提供最佳燃烧节煤发电控制 方案，从而减低发电煤耗，减少燃烧排放量； ②在不改变现有锅炉和汽机结构和设备状况下，实现与发电机出力对应的煤燃烧 方案最佳，使燃煤量最小； ③当煤质或发电机出力改变时，最佳燃烧节煤发电控制方案会实时地进行自适应 调整。 ④当现有锅炉和汽机结构和设备状况改变时，最佳燃烧节煤发电控制方案将作自 适应调整。
总之，本发明可以在不同的煤质、不同负荷条件下，提供实时最佳燃烧节煤发电控 制，从而减低发电煤耗，减少燃烧排放量。
图1是本方法实施例流程图；
图2是本装置实施例结构方框图；
图3是应用软件功能模块结构方框图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例详细说明
— 、火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法 火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法实施例流程图如图1所示，由图1可见 1、所述步骤①为燃烧信息和运行工况信息的同步实时数据和图像采集1 : 分别从锅炉、汽机和发电机实时采集运行工况信息，从锅炉实时采集燃烧图像信
息，并标注时标后，将工况信息和燃烧信息存入工况信息库和燃烧信息库分类保存，同时送
操作监视。 运行工况信息和燃烧图像信息包括从图像、光谱、功率谱、温度、压力、电压、电流、 开度、位置、状态等传感器件中实时采集的信息。 2、所述步骤②为燃烧信息和运行工况信息的分析与优化2 : 分别从工况信息库以及燃烧信息库读出信息进行工况分析以及图像分析、谱分析 和优化，将优化的工况信息和燃烧信息分别作为最佳燃烧工况和最佳燃烧火焰确定的依 据； 工况分析是按发电机的出力以及锅炉、汽机和发电机运行的安全性、经济性和合
理性，对锅炉、汽机和发电机的运行工况归类和筛选，找出优化的工况信息； 图像分析是对锅炉的燃烧图像进行数字分析和图像识别，寻找出在规定的锅炉温
度和压力运行条件下的优化燃烧信息的图像特征和图像； 谱分析是对锅炉的燃烧火焰进行光谱分析和功率谱分析，寻找出在规定的锅炉温
度和压力运行条件下的优化燃烧信息的光谱特征和功率谱特征。 3、所述步骤③为最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定3 : 最佳燃烧工况信息的确定是将相同时标的最佳燃烧火焰信息与优化工况信息配
对，在规定的锅炉温度和压力运行条件下，对配对的燃烧工况信息进行安全性、经济性和合
理性分析，以最佳燃烧或排放的非燃烧物最少为原则，进行最优化处理，确定最佳燃烧工况
信息，作为最佳燃烧节煤发电控制方案生成的依据； 最佳燃烧火焰信息的确定是对由图像分析和谱分析提供的大量的优化燃烧信息
进行综合经济性和合理性分析，将在一定的锅炉温度和压力运行条件下，最佳燃烧的图像
特征，最佳燃烧的光谱特征和最佳燃烧的规律谱特征综合优化的结果作为最佳燃烧火焰信
息，并作为最佳燃烧节煤发电控制方案生成的依据。 4、所述步骤④为最佳燃烧节煤发电控制方案生成4 ; 从最佳燃烧工况单元和最佳燃烧火焰单元中获取最佳燃烧工况信息和最佳燃烧
7火焰信息，按发电机出力的大小将同一时标的最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息组合 起来，排除控制过程中不稳定状态或从一个状态转换到另一个状态的过渡过程状态的燃烧 工况信息和燃烧火焰信息，并进行运行状态合理性分析和运行条件限制性分析，以给定发 电机出力的条件下，煤燃烧最佳或排放的非燃烧物最小为原则，确定最佳燃烧节煤发电控 制方案，即在给定的发电机出力和锅炉、汽机的正常运行条件下，给出煤燃烧最佳或排放 的非燃烧物最小的进煤量、进风量、汽门开度等燃料量的对应控制值，并提供操作监视和控 制实施。
5、所述步骤⑤为最佳燃烧节煤发电控制方案实施5 : 由操作与控制系统或操作人员根据操作监视信息和最佳燃烧节煤发电控制方案，
实施对锅炉、汽机和发电机的最佳燃烧节煤发电控制。
二、装置
1、总体 如图2，本装置包括现有的锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构10，同 步实时数据和图像采集系统20，操作与控制系统30和操作监视单元40 ;
设置有节煤发电控制决策系统50 ; 锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构10，同步实时数据和图像采集系 统20，节煤发电控制决策系统50，操作监视单元40，操作与控制系统30和锅炉、汽机和发电 机的信号系统及控制执行机构10的输出与输入依次闭环连接组成自动控制系统，实现锅 炉、汽机和发电机的燃烧信息和运行工况信息的同步实时数据和图像采集、燃烧信息和运 行工况信息的分析与优化、最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定、最佳燃烧节煤 发电控制方案生成和最佳燃烧节煤发电控制方案实施； 同步实时数据和图像采集系统20的输出端连接操作监视单元40输入端，实现锅 炉、汽机和发电机运行工况的实时监视； 节煤发电控制决策系统50的输出端连接操作与控制系统30的输入端，实现最佳
燃烧节煤发电控制方案的实时监视。 2、功能块 1)锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构10 锅炉、汽机和发电机的信号系统由监测控制执行机构燃烧和锅炉、汽机和发电机 运行工况的各种传感器组成，其输出连接同步实时数据和图像采集系统20的输入，其输入 连接相应的监测设备。 锅炉、汽机和发电机的控制执行机构由控制锅炉燃烧和锅炉、汽机和发电机运行 工况的各种控制执行设备组成，其输入连接操作与控制系统30的输出，其输出连接相应的 受控制设备。 锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构IO用于向同步实时数据和图像 采集系统20提供信息，并接受操作与控制系统30的控制信息，完成相应的控制功能。
2)同步实时数据和图像采集系统20 同步实时数据和图像采集系统20的输入分别连接锅炉燃烧信号系统的输出，锅 炉、汽机和发电机运行工况信号系统的输出，GPS装置时标信号的输出；采集与监控系统的 输出分别接工况信息库、燃烧信息库和操作监视单元40的输入。用于分别从锅炉、汽机和发电机的信号系统，例如图像、谱、温度、压力、电压、电流、位置、状态等传感器件中实时采 集燃烧图像信息和运行工况信息，并标注时标后，将工况信息和燃烧信息存入工况信息库 和燃烧信息库分类保存，同时送操作监视。
3)操作与控制系统30 操作与控制系统30可以是操作人员和锅炉、汽机、发电机控制系统组成，也可以 是锅炉、汽机、发电机集散型控制系统。操作与控制系统30的输入连接最佳燃烧节煤发电 控制方案生成单元58的输出；操作与控制系统30的输出连接锅炉、汽机和发电机的操作与 控制执行机构操作的输入。用于操作人员或锅炉、汽机和发电机集散型自动控制系统，通过 控制系统及其执行机构实施对锅炉、汽机和发电机的运行状态的控制。
4)操作监视单元40 操作监视单元40的输入分别连接最佳燃烧节煤发电控制方案生成单元58的输出 和采集与监控系统的输出；操作监视单元40的输出连接操作与控制系统30的输入。用于为 运行人员提供可视化的最佳燃烧节煤发电控制方案和锅炉、汽机以及发电机的运行信息。
5)节煤发电控制决策系统50 如图2，节煤发电控制决策系统50由工控机(或集散型控制系统等)和应用软件 功能模块组成，实现最佳燃烧节煤发电控制方案的自动生成。 如图3，应用软件功能模块包括工况信息库51、燃烧信息库52、工况分析单元53、 图像分析单元54、谱分析单元55、最佳燃烧工况单元56、最佳燃烧火焰单元57和最佳燃烧 节煤发电控制方案生成单元58 ;
其连接和交互关系是 同步实时数据和图像采集系统20、工况信息库51、工况分析单元53、最佳燃烧工
况单元56和最佳燃烧节煤发电控制方案生成单元58的输出与输入依次连接； 同步实时数据和图像采集系统20的输出与燃烧信息库52的输入连接，燃烧信息
库52的输出分别与图像分析单元54和谱分析单元55的输入连接，图像分析单元54和谱
分析单元55的输出分别与最佳燃烧火焰单元57的输入连接，最佳燃烧火焰单元57的输出
与最佳燃烧节煤发电控制方案生成单元58的输入连接； 最佳燃烧工况单元56的输入与最佳燃烧火焰单元57的输出连接。 工作原理是 (1)工况信息库51 用于存放大量的工况信息数据。
(2)燃烧信息库52 用于存放大量的燃烧信息。
(3)工况分析单元53 用于按发电机的出力以及锅炉、汽机和发电机运行的安全性、经济性和合理性，对 锅炉、汽机和发电机的运行工况归类和筛选，找出优化的工况信息。
(4)图像分析单元54 用于对锅炉的燃烧图像进行数字分析和图像识别，寻找出在规定的锅炉温度和压
力运行条件下的优化燃烧信息的图像特征和图像。 (5)谱分析单元55
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用于对锅炉的燃烧火焰进行光谱分析和功率谱分析，寻找出在规定的锅炉温度和
压力运行条件下的优化燃烧信息的光谱特征和功率谱特征。
(6)最佳燃烧工况单元56 用于将相同时标的最佳燃烧火焰信息与优化工况信息配对，在规定的锅炉温度和
压力运行条件下，对配对的燃烧工况信息进行安全性、经济性和合理性分析，以最佳燃烧或
排放的非燃烧物最少为原则，进行最优化处理，确定最佳燃烧工况信息，作为最佳燃烧节煤
发电控制方案生成的依据。
(7)最佳燃烧火焰单元57 用于对由图像分析和谱分析提供的大量的优化燃烧信息进行综合经济性和合理 性分析，将在一定的锅炉温度和压力运行条件下，最佳燃烧的图像特征，最佳燃烧的光谱特 征和最佳燃烧的规律谱特征综合优化的结果作为最佳燃烧火焰信息，并作为最佳燃烧节煤 发电控制方案生成的依据。
(8)最佳燃烧节煤发电控制方案生成单元58 从最佳燃烧工况单元和最佳燃烧火焰单元中获取最佳燃烧工况信息和最佳燃烧 火焰信息，按发电机出力的大小将同一时标的最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息组合 起来，排除控制过程中不稳定状态或从一个状态转换到另一个状态的过渡过程状态的燃烧 工况信息和燃烧火焰信息，并进行运行状态合理性分析和运行条件限制性分析，以给定发 电机出力的条件下，煤燃烧最佳或排放的非燃烧物最小为原则，确定最佳燃烧节煤发电控 制方案，即在给定的发电机出力和锅炉、汽机的正常运行条件下，给出煤燃烧最佳或排放 的非燃烧物最小的进煤量、进风量、汽门开度等燃料量的对应控制值，并提供操作监视和控 制实施。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明 技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离 本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同 变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
文献资料 [1]黄勇理林诗庄陈前明陈刚，典型炉膛火焰图像燃烧模式识别与应用，《电气科 学与工程》2004. 1 [2]许永华吴敏曹卫华宁志宇，基于图像灰度统计分布的高炉温度场动态定 标算法，《冶金机械与自动化》 [3]娄春周怀春吕传新裴振林，电站锅炉炉内三维温度场在线检测与分析， 热能动力工程》2005，20. 1 [4]常瑞丽王飞黄群星马增益蒋旭光严建华岑可法，电站煤粉锅炉 火焰监测与燃烧诊断优化控制研究，《能源工程》2006. 4 [5]华彦平邹煜吕震中，现代燃煤电站锅炉火焰检测综述《热能动力工程》 200116(1) [6]何万青余岳峰张银桥徐伟勇，基于图像处理和数字视频技术的锅炉多路火焰检测系统《热力发电》2000(3) [7]王雷刘娜辛国华，图像处理技术在电站锅炉上的应用《中国自动化学会全 国青年学术年会》2002(17) [8]彭敏周怀春刘武林张师帅熊蔚立李石湘缪楚雄陈卫斌李友 庆等炉膛火焰图像处理技术及其在1025t/h锅炉燃烧优化中的应用研究2001。
权利要求
一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法，其特征在于包括下列步骤①燃烧信息和运行工况信息的同步实时数据和图像采集(1)；②燃烧信息和运行工况信息的分析与优化(2)；③最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定(3)；④最佳燃烧节煤发电控制方案生成(4)；⑤最佳燃烧节煤发电控制方案实施(5)。
2. 按权利要求1所述的一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法，其特征在于步骤① 分别同时从锅炉、汽机和发电机实时采集运行工况信息，从锅炉实时采集燃烧图像信息，并标注时标后，将工况信息和燃烧信息存入工况信息库和燃烧信息库分类保存，同时送 操作监视。
3. 按权利要求1所述的一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法，其特征在于步骤② 分别从工况信息库以及燃烧信息库读出信息进行工况分析以及图像分析、谱分析和优化，将优化的工况信息和燃烧信息分别作为最佳燃烧工况和最佳燃烧火焰确定的依据；工况分析是按发电机的出力以及锅炉、汽机和发电机运行的安全性、经济性和合理性，对锅炉、汽机和发电机的运行工况归类和筛选，找出优化的工况信息；图像分析是对锅炉的燃烧图像进行数字分析和图像识别，寻找出在规定的锅炉温度和压力运行条件下的优化燃烧信息的图像特征和图像；谱分析是对锅炉的燃烧火焰进行光谱分析和功率谱分析，寻找出在规定的锅炉温度和压力运行条件下的优化燃烧信息的光谱特征和功率谱特征。
4. 按权利要求1所述的一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法，其特征在于步骤③ 最佳燃烧工况信息的确定是将相同时标的最佳燃烧火焰信息与优化工况信息配对，在规定的锅炉温度和压力运行条件下，对配对的燃烧工况信息进行安全性、经济性和合理 性分析，以最佳燃烧或排放的非燃烧物最少为原则，进行最优化处理，确定最佳燃烧工况信 息，作为最佳燃烧节煤发电控制方案生成的依据；最佳燃烧火焰信息的确定是对由图像分析和谱分析提供的大量的优化燃烧信息进行 综合经济性和合理性分析，将在一定的锅炉温度和压力运行条件下，最佳燃烧的图像特征， 最佳燃烧的光谱特征和最佳燃烧的规律谱特征综合优化的结果作为最佳燃烧火焰信息，并 作为最佳燃烧节煤发电控制方案生成的依据。
5. 按权利要求1所述的一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法，其特征在于步骤④ 按发电机出力的大小将同一时标的最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息组合起来，排除控制过程中不稳定状态或从一个状态转换到另一个状态的过渡过程状态的燃烧工况 信息和燃烧火焰信息，并进行运行状态合理性分析和运行条件限制性分析，以给定发电机 出力的条件下，煤燃烧最佳或排放的非燃烧物最小为原则，确定最佳燃烧节煤发电控制方 案，即在给定的发电机出力和锅炉、汽机的正常运行条件下，给出煤燃烧最佳或排放的非 燃烧物最小的进煤量、进风量、汽门开度等燃料量的对应控制值，并提供操作监视和控制实 施。
6. 按权利要求1所述的一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法，其特征在于步骤⑤ 由操作与控制系统或操作人员根据操作监视信息和最佳燃烧节煤发电控制方案，实施对锅炉、汽机和发电机的最佳燃烧节煤发电控制。
7. 实施权利要求1所述方法的一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制装置，包括现有的锅 炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构(IO)，同步实时数据和图像采集系统(20)， 操作与控制系统(30)和操作监视单元(40);其特征在于设置有节煤发电控制决策系统(50);锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构(10)，同步实时数据和图像采集系统 (20)，节煤发电控制决策系统(50)，操作监视单元(40)，操作与控制系统(30)和锅炉、汽机 和发电机的信号系统及控制执行机构(10)依次闭环连接组成自动控制系统，实现锅炉、汽 机和发电机的燃烧信息和运行工况信息的同步实时数据和图像采集、燃烧信息和运行工况 信息的分析与优化、最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定、最佳燃烧节煤发电控 制方案生成和最佳燃烧节煤发电控制方案实施；同步实时数据和图像采集系统(20)的输出端连接操作监视单元(40)输入端，实现锅 炉、汽机和发电机运行工况的实时监视；节煤发电控制决策系统(50)的输出端连接操作与控制系统(30)的输入端，实现最佳 燃烧节煤发电控制方案的实时监视。
8. 按权利要求7所述的一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制装置，其特征在于 所述节煤发电控制决策系统(50)由工控机或集散型控制系统和应用软件功能模块(A)组成，实现最佳燃烧节煤发电控制方案的自动生成。
9. 按权利要求7所述的一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制装置，其特征在于 应用软件功能模块(A)包括工况信息库(51)、燃烧信息库(52)、工况分析单元(53)、图像分析单元(54)、谱分析单元(55)、最佳燃烧工况单元(56)、最佳燃烧火焰单元(57)和最 佳燃烧节煤发电控制方案生成单元(58); 其连接和交互关系是同步实时数据和图像采集系统(20)、工况信息库(51)、工况分析单元(53)、最佳燃烧 工况单元(56)和最佳燃烧节煤发电控制方案生成单元(58)的输出与输入依次连接；同步实时数据和图像采集系统(20)的输出与燃烧信息库(52)的输入连接，燃烧信息 库(52)的输出分别与图像分析单元(54)和谱分析单元(55)的输入连接，图像分析单元 (54)和谱分析单元(55)的输出分别与最佳燃烧火焰单元(57)的输入连接，最佳燃烧火焰 单元(57)的输出与最佳燃烧节煤发电控制方案生成单元(58)的输入连接；最佳燃烧工况单元(56)的输入与最佳燃烧火焰单元(57)的输出连接；工况信息库(51)用于存放大量的工况信息数据；燃烧信息库(52)用于存放大量的燃烧信息；工况分析单元(53)用于按发电机的出力以及锅炉、汽机和发电机运行的安全性、经济 性和合理性，对锅炉、汽机和发电机的运行工况归类和筛选，找出优化的工况信息；图像分析单元(54)用于对锅炉的燃烧图像进行数字分析和图像识别，寻找出在规定 的锅炉温度和压力运行条件下的优化燃烧信息的图像特征和图像；谱分析单元(55)用于对锅炉的燃烧火焰进行光谱分析和功率谱分析，寻找出在规定 的锅炉温度和压力运行条件下的优化燃烧信息的光谱特征和功率谱特征；最佳燃烧工况单元(56)用于将相同时标的最佳燃烧火焰信息与优化工况信息配对， 在规定的锅炉温度和压力运行条件下，对配对的燃烧工况信息进行安全性、经济性和合理性分析，以最佳燃烧或排放的非燃烧物最少为原则，进行最优化处理，确定最佳燃烧工况信 息，作为最佳燃烧节煤发电控制方案生成的依据；最佳燃烧火焰单元(57)用于对由图像分析和谱分析提供的大量的优化燃烧信息进行 综合经济性和合理性分析，将在一定的锅炉温度和压力运行条件下，最佳燃烧的图像特征， 最佳燃烧的光谱特征和最佳燃烧的规律谱特征综合优化的结果作为最佳燃烧火焰信息，并 作为最佳燃烧节煤发电控制方案生成的依据；最佳燃烧节煤发电控制方案生成单元(58)用于按发电机出力的大小将同一时标的最 佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息组合起来，排除控制过程中不稳定状态或从一个状态 转换到另一个状态的过渡过程状态的燃烧工况信息和燃烧火焰信息，并进行运行状态合理 性分析和运行条件限制性分析，以给定发电机出力的条件下，煤燃烧最佳或排放的非燃烧 物最小为原则，确定最佳燃烧节煤发电控制方案，即在给定的发电机出力和锅炉、汽机的 正常运行条件下，给出煤燃烧最佳或排放的非燃烧物最小的进煤量、进风量、汽门开度等燃 料量的对应控制值，并提供操作监视和控制实施。
全文摘要
本发明公开了一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法及其装置，涉及火力发电控制技术领域。本方法包括下列步骤①燃烧信息和运行工况信息的同步实时数据和图像采集(1)；②燃烧信息和运行工况信息的分析与优化(2)；③最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定(3)；④最佳燃烧节煤发电控制方案生成(4)；⑤最佳燃烧节煤发电控制方案实施(5)。本装置设置有节煤发电控制决策系统(50)，由工控机或集散型控制系统和应用软件功能模块(A)组成，实现最佳燃烧节煤发电控制方案的自动生成。与现有技术相比，本发明可以在不同的煤质、不同负荷条件下，提供实时最佳燃烧节煤发电控制，从而减低发电煤耗，减少燃烧排放量。
文档编号F23N5/00GK101701719SQ200910272800
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者李晓明, 李晶 申请人:武汉大学