中关村现代节能服务产业联盟

绿色低碳技术产品集介绍

各有关单位:

为贯彻落实党中央、国务院关于加快推进生态文明建设的决策部署,紧紧围绕统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局,牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,促进绿色低碳技术水平提升,推动高效节能、先进环保、新能源、资源综合利用等绿色低碳领域的技术的研发、推广和应用,中关村现代节能服务产业联盟与中国标准化研究院资源环境研究分院联合开展绿色低碳技术产品征集工作,符合要求的技术产品,将收录于征集方主编的《绿色低碳技术产品集》,面向全社会进行推广、推荐,并在标准创制创新方面提供相应支持。参与本次技术产品征集不收取任何费用,望广大绿色低碳企业积极申报。

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循环流化床锅炉智能优化控制系统

来源:北京和隆优化科技股份有限公司 作者: 2019-09-29


【适用环境要求】


  • 适用行业领域


该产品广泛适用于电力、热电、供暖等行业的各种规格的循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)的运行操作控制系统的升级改造,及占能源消耗巨大、数量庞大的各类化工生产企业,如石油化工、煤化工、氯碱化工、精细化工、工业园区等配套的动力-热电企业的各种锅炉等。

 

  • 应用环境要求


该产品适用电力行业的大型循环流化床锅炉(135MW机组以上锅炉);化工等行业提供蒸汽、热水等配套动力系统的热电厂的CFB锅炉;城市集中供暖领域的锅炉房提供热水的热水锅炉-CFB锅炉等,从35t/h~1025t/h的CFB锅炉均适用。该产品还适用于各种链条炉、生物质发电锅炉、垃圾炉排炉等以及中小型煤粉炉(670t/h以下)。




【技术产品简介】


  • 基本运行原理


循环流化床锅炉智能优化控制系统(BCS系统)基于原DCS系统最基本的测控仪表,通过OPC通讯的方式与原DCS系统互联,借助循环流化床锅炉智能优化控制系统强大的功能模块库(通用先进控制模块、通用优化控制模块、软测量和有限条件正确相关技术、故障诊断和自愈控制技术、大数据挖掘数据统计分析技术、智能软伺服接口技术、自适应控制技术和在线建模技术),实现循环流化床锅炉汽包液位、主汽温度、炉膛压力、二次配风、一次风、锅炉负荷、排渣以及床温等回路优化控制。通过锅炉的多炉协调技术,实现锅炉间、锅炉与汽机、锅炉与用户间的整体协调的优化自动控制,保证循环流化床锅炉90%的自动投用率和降低1.5%~3.0%以上的吨汽煤耗。大型CFB锅炉降低0.5%~1.5%以上的吨汽煤耗。

 

  • 工艺流程图表           


cbf锅炉.png


  • 核心优势亮点


1、基于过程数据变化趋势的相对正确而非绝对值的精确,对现场条件要求极低,适合国情;


2、用与燃烧关联的基本测控信号基于软测量技术构建表征当前工况下燃烧效果的中间变量-§,其变化规律与热效率一致,为锅炉实现优化目标提供依据;


3、将华罗庚先生的“瞎子爬山法”优化策略用在了控制器设计上,通过滚动优化使锅炉达到“越烧越好”的运行状态;


4、集模糊控制、非线性控制和预测控制等技术于一体,全面克服过程本身的非线性、纯滞后和时变性等难题,实现锅炉运行参数精确、稳定控制。

 

  • 相关参数描述


1、长期自控率大于90%;锅炉运行稳定性大幅提高,安全性明显改善;


2、汽包水位控制精度:R±3%


3、主汽温度控制精度:R±2℃(90%时间)


4、锅炉主汽压力控制精度:R±3%R MPa(90%时间)


5、炉膛负压控制精度:R±20Pa


6、床温控制精度:R±5℃(中温返料)


7、断煤自动处理率大于90%;


8、实现1.5%以上的综合节能效益。




【经济效益分析】


  • 投资回收周期


循环流化床锅炉智能优化控制系统(BCS系统)能够为用户大幅度提高锅炉运行效率,提高蒸汽品质,降低煤耗增加发电量,为企业实现显著节能效益,投资回收周期为0.5-1年。

 

  • 应用效益情况


循环流化床锅炉智能优化控制系统(BCS系统)主要可为用户的各类型锅炉的各主要控制回路实现自动控制、智能寻优,使锅炉运行始终在最佳运行状态,稳定性、安全性大幅提高,智能化水平提高,长期自控率达到90%以上;节能率达到1.5%~3.0%以上,大型CFB锅炉节能率0.5%~1.0%以上,节能效果显著;实现锅炉环保指标卡边智能控制,减小二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放,对环境友好,有着很好的减排效果。




【潜力前景分析】


  • 市场应用潜力


据相关电力网站公布的信息,全国的电力、热电、城市供暖行业等大小CFB锅炉总数超过5000台以上,其中130t/hCFB锅炉大约3000台,折算装机容量1.3亿千瓦。目标客户以130t/hCFB锅炉为主要推广对象。假设对其中80%的锅炉进行BCS技术升级改造,按节煤率1.5%,可节约的标煤量为2574万吨标煤,创造节能效益128.7亿元(按500元/t标煤),投资成本约为24亿元。另外,相当于减少CO2排放6743万吨,减少SO2排放22万吨,减少NOX排放19万吨。为用户创造的经济效益和社会效益十分可观,市场推广潜力巨大。

 

  • 推广应用现状


该技术已应用从35t/h~75 t/h ~130 t/h ~220 t/h~280 t/h~310 t/h~440 t/h~650~1025 t/h等系列CFB锅炉200多套,市场占有率4%以上。


BCS技术已成功应用于各种炉型的200多套锅炉上,涉及中温中压返料、高温高压返料、热水锅炉、生物质发电锅炉、热电机组、单元机组等不同炉型,这些锅炉总负荷达22950t/h,在提升锅炉安全能、稳定性,减少人工需求的同时,已实现节约标煤22万吨以上,实现节能效益1.54亿元,减少二氧化碳排放量54万吨,减少二氧化硫排放1.65万吨,减少氮氧化物排放8250吨,取得了很好的经济效益和社会效益。

 



【典型案例介绍】


山东华聚能源-赵楼电厂300MWCFB发电锅炉(1025t/h)智能化改造项目,现场锅炉(1025t/h)大部分回路投上自动,但还需要人工进行干预,采用常规PID控制,控制精度低,锅炉掺烧煤泥60%以上。业主希望提高控制精度,优化操作,提高掺煤泥比例,节能率0.5%以上。该项目采用BCS技术进行改造,于2018年3月进厂,完成系统对接、调试、投运,2018年10月项目全面完成。经验收,项目实现节能率1.0%,实现掺烧比例70%以上,年节标煤5775吨,节能效益578万元。该项目于2018年12月11日经中国煤炭工业协会鉴定,该项目成果在国内大型CFB锅炉掺烧燃烧控制方面,技术处于国际先进水平。该技术适合在CFB锅炉领域尤其是大型锅炉进行大面积推广。本项目投资回收期为4个月。



 

【信息提供单位】


  • 单位名称


北京和隆优化科技股份有限公司

 

  • 单位简介


公司成立于2004年8月,2013年挂牌新三板,目前注册资本4500万元。获国家高新技术企业,北京市级企业研发机构,ISO9001质量管理体系认证、国家备案节能服务公司等资质。公司专注于流程工业数字工厂、智能优化控制的研发和推广应用。已获国家发明专利20项、实用新型2项、软件著作权59项、商标24件,先后获省部级科技进步奖、中国专利优秀奖等各级奖励四十余项。公司采用人工智能、过程优化控制技术及大数据挖掘及工业互联网平台领先技术等集成智能制造系统解决方案,主要服务于冶金、热电、电力、化工、建材及等重化工行业。公司多个智能优化技术产品被工信部、北京市、山东省及中国钢铁行业等列入重大节能技术装备推荐目录,是中国流程工业智能优化领域领军企业。


附件:循环流化床锅炉智能优化控制系统.pdf