论垃圾焚烧发电厂热工自动化中智能控制的应用

论垃圾焚烧发电厂热工自动化中智能控制的应用

(1.广州环投从化环保能源有限公司广东广州510900;2.广州环投花城环保能源有限公司广东广州510830)

摘要:随着国内外垃圾焚烧发电行业技术的日趋成熟,项目建设及运营经验的日趋丰富,垃圾焚烧发电已成为国内大中型城市解决生活垃圾的问题的主要方式。现今电厂热工技术水平相对成熟且稳定,智能控制在垃圾焚烧发电厂自动化控制中的适用范围也在逐渐扩大,且发挥着越来越重要的作用。本文针就垃圾焚烧发电厂热工自动化中智能控制的应用进行简要的分析。

关键词:垃圾焚烧发电厂;热工自动化;智能控制

在近几年的发展过程中,我国的垃圾发电厂在不断地向着无害化、减量化、资源化方向发展,智能控制这一技术具有一定的应用空间及优势,因此在垃圾焚烧发电厂自动化控制中发挥着越来越重要的作用。但是智能控制在实际的应用中仍存在着一定的问题,还需要技术管理人员通过实践不断总结经验,改善应用过程中出现的问题。

1智能控制的概念

智能控制技术的概念是在20世纪末期被提出的,当智能控制技术在国外经历了长期的发展创新之后,已经成为较为完善的一项技术,能够很好的满足垃圾焚烧发电厂热工自动化的发展需求。我国社会经济不断发展,科学技术水平不断提高。智能控制主要包括四个方面:自动化、智能化控制、运筹学以及智能化控制。在我国的垃圾焚烧发电厂热工领域中,智能控制体系不断发展,日益壮大,受到广泛的应用,同时也为我国的垃圾焚烧发电行业带来了一定的效益[1]。

2智能控制的主要控制方式

智能控制方法中最常用的有三种控制方式,分别是:专家控制、模糊控制以及神经控制。

2.1专家控制系统

将智能工程控制系统与相关专家进行紧密结合的控制系统被称为专家控制系统。专家控制系统的主要优势就在于:相关方面的专家能够将自身的专业知识以及实践经验与传统的控制设备进行结合,通过这种控制系统,相关人员能够及时对不确定的或者定性信息资料进行正确处理,通过系统对信息资料进行推算,根据相关专家的知识以及经验最终实现智能控制的目的。专家控制系统又可以根据专家控制所发挥的作用,将其分为间接性控制系统和直接性控制系统。直接性控制系统中,控制设备可以通过以往的经验直接模拟专家对整个工程的过程进行控制;间接性控制系统中,在系统中设有常规控制设备,该常规控制设备能够对整个的工程过程进行控制,但同时该控制设备可进行人工干预。

2.2模糊控制系统

模糊控制系统的主要基础是数字模型,由于所针对的对象存在着变化性大等不确定因素的特点,导致传统的PID控制设备无法得到准确的结果。在智能控制中通过对模糊控制器的应用最终达到模糊控制的目的,同时在模糊控制中根据模糊思维原则以及模糊语言原则,从而对被控制的对象进行准确的描述,最终达到较为专业的控制水平。在电厂热工自动化发展过程中,操作人员想要应用模糊控制系统,就必须要对先进的智能控制技术进行掌握。模糊控制的主要应用原理就是将操作人员的工作由智能控制系统替代。

同时,模糊控制系统主要具有以下优势:对于数字模型没有要求。在模糊控制系统中主要是依照专业的经验,以人为处理对象来进行系统的设计。在模糊控制系统中,主要是以人类的思维为基础,其控制的量都是由系统进行推算之后所得出的,相对来说,模糊控制系统的构成较为简单,并且,对一些较为不稳定的、复杂的控制对象能够轻松的达到控制的目的。

2.3神经控制

神经控制系统中,主要是指相关人员利用神经网络工具建立起模型,并且神经控制系统的主要建模对象是部分需要进行精确描述的非线性对象,并在建立模型的基础上更好的发挥控制功能。针对部分相对来说较为复杂的非线性对象,先进行建模工作更有利于系统发挥其他作用[2]。

3垃圾焚烧发电厂热工自动化中智能控制的应用

现代垃圾焚烧发电行业发展背景下,企业的生产规模也在不断扩大,设备控制要求越来越高。在垃圾发电电厂热工行业中,对工艺指标控制精度及控制质量的要求也更高。智能控制技术在不断发展的过程中也受到了人们的广泛关注。垃圾焚烧发电厂引进智能控制技术,在保证设备安全稳定运行,环保排放指标合格的前提下,可有效的提高自动控制的精确,降低相关生产物料的投入成本,降低操作人员的工作强度,全面提升企业的经济效益。智能控制在垃圾焚烧发电厂热工自动化中的典型应用有以下三个方面:锅炉主蒸汽温度控制、锅炉的燃烧控制以及烟气污染物环保排放控制。

3.1锅炉主蒸汽温度控制

在垃圾焚烧电厂的生产过程中,锅炉的主蒸汽的温度是重要的检测与控制对象。锅炉的主蒸汽温度的稳定直接影响汽轮发电机的热效率,对整个机组的安全以及经济效益都有着直接的影响。一般情况下,控制主蒸汽的温度在标准范围内,可通过控制减温水的投入量从而实现对主蒸汽温度的调整。在实际操作过程中,合理的控制主蒸汽温度始终比较复杂。首先,通过减温喷水方式,受管道长度及锅炉受热面大小的影响,本身就是一个延迟反应过程,存在一定的滞后性。且受锅炉其他参数的影响(如燃料、给水压力、温度等),存在一定的非线性。若操作人员无法准确判断影响因素,反复调整减温水喷入量将直接导致了主蒸汽温度的高低波动,影响汽轮发电机组的安全及效率。

结合智能控制中的模糊控制、专家控制及神经控制,建立数学模型,在单回路及串级回路中引人智能控制系统可以很好的解决这一问题。调节系统自动判断被控对象变化趋势及程度,结合其他影响因素的变化情况,通过计算,快速做出反应,最终输出合理指令至执行机构进行调节。

3.2锅炉燃烧的控制

锅炉的燃烧控制主要以锅炉负荷为(主蒸汽出口流量)被调量,在稳定锅炉运行指标(如主蒸汽压力、温度参数、炉膛温度)前提下,通过调整入炉垃圾量、一、二次风风量、炉排推动速度等方式,让垃

圾在焚烧炉中充分燃烧,锅炉以最佳负荷指标运行,以达到最优的经济效率。

燃烧控制受垃圾热值波动,现场测量仪表测量偏差等因素的影响,国内大多数垃圾焚烧发电厂的燃烧控制均停炉在手动及半自动阶段。垃圾焚烧发电厂可通过引用智能控制技术实现运行过程数据自动分析,入炉垃圾的热值及锅炉热效率计算等功能。在建立完整燃烧控制数学模型及专家经验数据库后,系统可根据垃圾热值变化自动调整锅炉一、二次风的配比风量,根据燃烧情况自动调整焚烧炉炉排的速度控制料层厚度,完成一系列复杂计算及自动控制。

3.2烟气污染物环保排放控制

垃圾焚烧发电厂的烟气排放污染物主要为氮氧化物(NOX)、二氧化硫(SO2)、氯化氢(HCL)等。氮氧化物(NOX)指标主要是通过调特定比例的氨水喷入量进行调节,二氧化硫(SO2)、氯化氢(HCL)则是通过调节特定比例的石灰水进行调节,其过程涉及到大都为特定环境下的综合化学反应。简单的通过人工操作已无法精准的将烟气污染物排放控制在国家环保要求的限值之内,引入智能控制技术后,可根据原烟气中各污染物的含量,综合分析特定环境下反应效果,完成化学反应模型计算,精准控制环保物料的投入量,最终完成烟气污染物的环保排放控制。智能控制技术的成熟应用在避免烟气排放超标环保事故的同时,可大大节约环保物料的消耗量,达到环保经济运行的目的。

4结语

想要实现更加便捷、高效的智能控制,还需要继续提高智能控制的技术水平。相关人员要对智能控制的发展状况进行分析研究,为智能控制技术实际的应用提供理论知识的支持同时,也应当加强智能控制的行业技术交流,推动智能控制在垃圾焚烧发电厂热工自动化中的应用。

参考文献:

[1]刘武斌.浅谈电厂热工自动化中智能控制的应用[J].企业技术开发,2016,35(16):38-39.

[2]朱梓陶,朱群峰.智能控制在电厂热工自动化中的应用分析[J].南方农机,2017,48(19):92-92.

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