专利名称：烟气余热回收设备的冷源温度控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及余热回收领域，一种可自动跟踪并钳制单级或多级冷端的最低壁面温度在酸露点之上、定值范围内的烟气余热回收设备的冷源温度控制方法及装置。
背景技术：
锅炉出厂设计和运行的排烟温度，占锅炉热损失的比例很大，充分利用排烟余热，不仅符合节能减排政策要求，也能同时降低企业的用能成本。目前烟气余热利用设备逐渐地被商业化。烟气中的余热技术可分为直接换热方式和间接换热两种方式。(I)以低压省煤器为代表的直接换热，结构简单、换热效率较高，但存在着换热管壁间的温度梯度，从而跨越酸露点上下，易形成换热管壁的腐蚀和积灰。为避免腐蚀，人们通过对冷源方面或材料方面做了改进，使得整体冷源升温，尽量让换管壁温度控制在酸露点以上，避免了腐蚀区，如专利CN201764488的《带有温度自控系统的低压省煤器》、CN20173147U的《发电机组低压省煤器优化系统》、CN201028791Y的《防腐节能型锅炉烟气余热利用装置》，都提到了壁温控制。现有的低压省煤器在下联箱第一列管程接入了外管道配水，因被调节的水量在管道内的容量有限，加之外界能够提供相对稳定的热源温度范围有限，冷、热源温度动态变化的结果，客观上导致了壁温变化无法满足始终高于酸露点的控制策略的实现，运行若干时段后出现点腐蚀，给生产安全带来隐患，也降低了设备投资的经济性。(2)以热管换热器和相变换热器为代表的间接换热技术，解决了壁温腐蚀的问题，如专利CN2555468Y的《分流混合调温的媒质换热器》、01254156. 7的《分体式复合相变换热器》、92102776的《复合相变换热器》等。但总传热速率比直接换热相对较低，在等壁温的条件下，其降温幅度受限，因结构特殊，也存在着安装位置受限的约束。综上，无论是直接换热和间接换热装备，多数装置均需要调节冷源水温或流量，以保持换热器的壁温在酸露点之上。但由于余热回收设备换热温差小，导致传热速率慢，所调节的冷源与烟气换热的时间滞后，属于典型的大惯性温度调节系统。对于这种大惯性温度调节系统，其温度控制的难点在于控制时效的不确定性。具体表现为在传统的控制系统中，当控制指令下达后，一个冷源温度调节周期尚未结束或是被控制对象还未来得及响应，系统运行环境就可能又发生了变化，此时控制系统采集到新的变化参数后，又会发出新的控制指令，从而导致系统的振荡不定，使其壁温产生一定幅度的波动，一段时间内不能达到设定值，即无法维持其壁温一直处于酸露点之上，难以获得所预期的控制效果。
发明内容
本发明的目的在于克服传统的PID控制烟气余热回收设备中的冷源温度所存在的不足，提供一种能够有效解决烟气余热回收设备中的大惯性、大滞后量的冷源温度调节难题，保证冷源温度的动态变化浮动在酸露点之上，不仅从根本上提高余热利用设备的可靠性，而且还最大限度的提高了节能空间。本发明烟气余热回收设备的冷源温度控制方法主要包括参数采集、数据处理、模糊推理、控制量输出和控制执行等步骤。通过对烟气余热回收设备中，冷水温度、热水温度、混合水箱温度、换热壁面温度、出口烟气温度这五项参数进行采集，计算出与基准设定温度的温度误差e和温度差变化ec，然后通过模糊推理得到控制参数，并通过该参数控制冷源水电动调节执行器、回流水电动调节执行器，实现了对冷源温度进行调节，具体方法如下
步骤一参数采集，由安装在烟气余热回收换热器中的温度传感器对换热器内的冷水温度、热水温度、混合水箱内温度、换热管壁温度、烟气温度这五项参数进行采集；
步骤二 数据处理单元依据步骤一中所采集的参数计算出与基准设定温度的温度误差e及其温度差变化ec，并将温差e和温差变化ec送至模糊控制器中，温差e和温差变化ec
的表达式为
权利要求
1.一种烟气余热回收器的冷源温度控制方法，包括参数采集、数据处理、模糊推理、控制量输出和控制执行四个步骤，具体方法如下 步骤一参数采集，由安装在换热器中的温度传感器对换热器内的冷水温度、热水温度、混合水箱内温度、换热管壁温度、烟气温度这五项参数进行采集； 步骤二 数据处理单元依据步骤一中所采集的参数计算出与基准设定温度的温度误差e及其温度差变化ec，并将温差e和温差变化ec送至模糊控制器中，温差e和温差变化ec的表达式为
2.模糊控制器根据控制系数AKptl,AKic^P AKdtl模糊输出为7个状态，分别为{ PB,PM, PS, O，NS, NM, NB}，其对应的模糊论域为{ 1，0. 6，0. 2，O，-0. 2，-0. 6，-1}，得到控制参数Kp，Ki和Kd，并将得到的控制系数送至PID控制器中； 步骤五控制执行动作。
3.PID控制器根据所得到的控制系数对冷源水电动调节执行器和回流水电动调节执行器的开闭进行控制。
4.一种实现权利要求1所述的烟气余热回收器的冷源温度控制方法的装置，包括有模糊控制器、PID控制器、热水温度传感器、冷水温度传感器、管壁温度传感器、出口烟气温度传感器、混合水箱温度传感器、冷水电动调节执行器和回流水电动调节执行器，其特征在于热水温度传感器安装在换热器内的热水箱内；冷水温度传感器安装在混合水箱入口水管上；换热壁温度传感器安装在换热器的换热管壁上；烟气温度传感器安装在换热器出口烟道中；混合水箱温度传感器安装在混合水箱中；冷水执行器安装在混合水箱的入口水管上；回流水电动调节执行器安装在混合水箱的回流热水管道上；热水温度传感器、冷水温 度传感器、混合水箱温度传感器、换热壁温度传感器及出口烟气温度传感器分别通过数据线缆与模糊控制器连接；模糊控制器通过数据线缆与PID控制器连接；PID控制器通过信号电缆分别与冷源水电动调节执行器和回流水电动调节执行器连接。
全文摘要
本发明烟气余热回收装置的冷源温度控制方法主要包括参数采集、数据处理、模糊推理、控制量输出和控制执行等步骤。通过对烟气热回收装置中，冷水温度、热水温度、混合水箱温度、换热壁面温度、出口烟气温度等参数进行采集，计算出与基准设定温度的温度误差e和温度差变化ec，然后通过模糊推理得到控制参数，并通过该参数控制冷源水电动调节执行器、回流水电动调节执行器，实现了对冷源温度进行调节，本发明根据系统实时辨识建立模糊规则，采用先进模糊预测方法，有效的对被控量的偏差、大小变化、方向，及时间关系进行预补偿，从而防止欠调或过调，改善了被控过程的大惯性和大滞后量对控制系统性能的影响，提高了控制品质。
文档编号F28F27/00GK102997265SQ20121052003
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者孙淮林, 赵强, 吕宁, 朱和锦, 黄从智, 郑丽平 申请人:广东中节能环保有限公司