ICSCCSCSEE中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ICSCCST/CSEEXXXX-XXXX火力發(fā)電廠鍋爐智能燃燒控制技術(shù)導(dǎo)則Intelligentcombustioncontroltechnologydirectivesforfossilfuelpowergenerationboilersxxxx-xx-實(shí)施xxxx-xx-實(shí)施xxxx-xx-xx發(fā)布中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)發(fā)布中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)發(fā)布廠家方簽字:業(yè)主方簽字:前言錯(cuò)誤!未定義書簽。1范圍錯(cuò)誤!未定義書簽。2規(guī)范性引用文件錯(cuò)誤!未定義書簽。3術(shù)語和定義錯(cuò)誤!未定義書簽。4總則錯(cuò)誤!未定義書簽。5控制技術(shù)錯(cuò)誤!未定義書簽。5.1功能錯(cuò)誤!未定義書簽。5.2性能錯(cuò)誤!未定義書簽。5.3基本結(jié)構(gòu)與配置錯(cuò)誤!未定義書簽。5.4系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤!未定義書簽。6測(cè)試與驗(yàn)收錯(cuò)誤!未定義書簽。基本要求錯(cuò)誤!未定義書簽。測(cè)試內(nèi)容錯(cuò)誤!未定義書簽。6.3測(cè)試與驗(yàn)收資料要求錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄A（資料性）測(cè)試與驗(yàn)收記錄錯(cuò)誤!未定義書簽。本文件按照GB/TL1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)提出。本文件由中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)熱工自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)歸口并解釋。本文件起草單位：西安熱工研究院有限公司……本文件主要起草人：……。本文件為首次發(fā)布。本文件在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行辦公室。火力發(fā)電廠鍋爐智能燃燒控制技術(shù)導(dǎo)則1范圍本文件提供了火力發(fā)電廠鍋爐智能燃燒控制的體系結(jié)構(gòu)、功能與性能、外部接口、工程改造的原則和主要技術(shù)的指導(dǎo)。本文件適用于單機(jī)容量為125MW及以上等級(jí)機(jī)組的火力發(fā)電廠鍋爐智能燃燒控制系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、改造、調(diào)試、測(cè)試、驗(yàn)收與運(yùn)維評(píng)估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。凡是注日期的引用文件,僅日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T10184電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程GB/T26863火電站監(jiān)控系統(tǒng)術(shù)語DL/T701火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化術(shù)語DL/T261-2012火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則DL/T657火力發(fā)電廠模擬量控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程DL/T658火力發(fā)電廠開關(guān)量控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程DL/T659火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程DL/T5175火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T904火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法DL/T1492.1-2016火力發(fā)電廠優(yōu)化控制系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則第1部分：基本要求DL/T5190.4-2019電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第4部分：熱工儀表及控制裝置3術(shù)語和定義GB/T26863、DL/T701-2012和DL/T1492.-2016界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。1優(yōu)化控制系統(tǒng)optimizedcontroIsystem,OCS除傳統(tǒng)PID等控制算法外，還采用自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制、智能控制等先進(jìn)控制算法，以及模型在線辨識(shí)和建模等實(shí)用化的技術(shù)方法，達(dá)到被控目標(biāo)的單個(gè)參數(shù)最佳，或多個(gè)參數(shù)綜合優(yōu)化的控制系統(tǒng)。[來源：DL/T1492.1-2016,3.1]上位分析站upperanalysisstation,UAS采用在線辨識(shí)、全局優(yōu)化、數(shù)據(jù)挖掘及大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)優(yōu)化、性能分析等非邏輯型先進(jìn)控制與優(yōu)化算法的加載、運(yùn)算與定時(shí)指令讀寫功能，并對(duì)下位控制站實(shí)施監(jiān)控的優(yōu)化系統(tǒng)。[來源:DL/T1492.1-2016,3.2]下位控制站lowercontroIstation,LCS實(shí)現(xiàn)各種控制算法，并執(zhí)行上位分析站指令的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。[來源:DL/T1492.1-2016,3.3]開環(huán)寺空制open—IoopcontroI根據(jù)系統(tǒng)的固有規(guī)律，由一個(gè)或多個(gè)變量作為輸入變量影響作為輸出變量的其他變量的過程，是控制裝置與被控對(duì)象之間只有順向作用而沒有反饋的控制。[來源:DL/T701-2012,4.3]閉環(huán)控制cIosed-1oopcontroI對(duì)被控變量進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，并將其與參比變量相比較，以影響被控變量，使之調(diào)整到參比變量的過程，是控制裝置與被控對(duì)象之間既有順向作用又有反饋的控制。[來源:DL/T701-2012,4.4]智能燃燒控制系統(tǒng)inteIIigentcombustioncontroIsystem采用智能控制算法或策略，使鍋爐爐膛內(nèi)燃料燃燒放出的能量適應(yīng)負(fù)荷的需要，同時(shí)保持燃料和空氣比例合理，燃燒產(chǎn)生的煙氣和引風(fēng)平衡，以確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行。燃料量控制系統(tǒng)千uelcontrolsystem控制進(jìn)入鍋爐爐膛的燃料量使鍋爐適應(yīng)負(fù)荷需要的模擬量控制系統(tǒng)。[來源:DL/T701-2012,4.33]送風(fēng)量控制系統(tǒng)airfIowcontroIsystem控制進(jìn)入鍋爐爐膛的風(fēng)量使之與燃料量相匹配，以維持安全、經(jīng)濟(jì)燃燒的模擬量控制系統(tǒng)的總稱。送風(fēng)量控制系統(tǒng)通常包括總風(fēng)量控制系統(tǒng)、氧量校正系統(tǒng)、二次風(fēng)量控制系統(tǒng)等。[來源:DL/T701-2012,4.34]爐膛壓力控制系統(tǒng)furnacepressurecontroIsystem控制鍋爐的引風(fēng)量，使之與燃燒產(chǎn)生的煙氣相平衡，確保爐膛壓力穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)的模擬量控制系統(tǒng)。[來源:DL/T701-2012,4.35]10可編程邏輯控制器（PLC）programmabIelogiccontrolIer用于順序控制的專用計(jì)算機(jī)，通過編程系統(tǒng)，利用布爾邏輯或繼電器梯形圖等編程語言來改變順序控制邏輯。目前'可編程邏輯控制器可根據(jù)需要擴(kuò)展模擬量控制功能（國(guó)外也稱PAC）,配置有多個(gè)輸入和輸出裝置，可承受更寬的溫度變化范圍，更苛刻的電氣噪聲、振動(dòng)和沖擊等。[來源：DL/T701-2012,4.69]11執(zhí)行機(jī)構(gòu)actuator/actuatingeIement將控制信號(hào)變?yōu)橄鄳?yīng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向可分為角行程和直行程兩種。[來源：DL/T701-2012,4.70]4總體原則智能燃燒控制系統(tǒng)宜采用先進(jìn)測(cè)量與控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒控制的閉環(huán)優(yōu)化，提高鍋爐運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，提高鍋爐效率，降低污染物生成。智能燃燒控制系統(tǒng)可采用與常規(guī)DCS系統(tǒng)一體化的智能控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，借助統(tǒng)一的組態(tài)調(diào)試環(huán)境和冗余機(jī)制，提升系統(tǒng)運(yùn)維的便捷性、開放性和安全可靠性。智能燃燒控制系統(tǒng)可采用與常規(guī)DCS系統(tǒng)不同的最小系統(tǒng)、可編程邏輯控制器（PLC）、工控機(jī)、服務(wù)器等來實(shí)現(xiàn)，宜配置標(biāo)準(zhǔn)化的通信接口和軟件接口，方便與常規(guī)控制系統(tǒng)連接、加載高級(jí)算法，并提供必要的參數(shù)調(diào)整手段。智能燃燒控制系統(tǒng)與常規(guī)DCS系統(tǒng)的接口應(yīng)滿足安全穩(wěn)定的原則，智能燃燒控制系統(tǒng)投入與退出不應(yīng)對(duì)原常規(guī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生任何擾動(dòng)。單獨(dú)配置的智能燃燒控制系統(tǒng)一般為完整的軟硬件系統(tǒng)和獨(dú)立的安全控制方式，系統(tǒng)能力具有一定的裕量。6智能燃燒控制系統(tǒng)的信息安全等級(jí)與常規(guī)控制系統(tǒng)信息安全等級(jí)一致,宜采用與DCS系統(tǒng)相同的系統(tǒng)可靠性要求。5控制技術(shù)功能智能燃燒控制系統(tǒng)用于優(yōu)化電站鍋爐燃燒工況。智能燃燒控制系統(tǒng)主要涉及對(duì)鍋爐總風(fēng)量、煙氣含氧量、風(fēng)煤比、一次風(fēng)壓、二次風(fēng)門、燃盡風(fēng)門、燃燒器擺角、二次風(fēng)箱與爐膛差壓、磨煤機(jī)分離器轉(zhuǎn)速、磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物溫度、磨根液壓加載力等進(jìn)行在線自適應(yīng)尋優(yōu)。智能燃燒控制系統(tǒng)具有自適應(yīng)煤種變化、滿足重要參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)需求的功能。智能燃燒控制系統(tǒng)以提高鍋爐效率和降低爐內(nèi)污染物生成為主要控制目標(biāo)。智能燃燒控制系統(tǒng)宜實(shí)現(xiàn)閉環(huán)優(yōu)化。性能2.1在保證NOx生成不增加的情況下提高鍋爐效率。2.2在保障鍋爐效率不降低情況下降低爐內(nèi)NOx生成。提高制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。減少鍋爐受熱面超溫頻次。5.2.5爐膛左右側(cè)煙溫偏差控制在50℃以內(nèi)。5.2.6系統(tǒng)可用率不低于99%。5.2.7控制回路自動(dòng)投入率達(dá)到95%o5.3基本結(jié)構(gòu)與配置智能燃燒控制系統(tǒng)宜采用上位分析站和下位控制站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)分析運(yùn)算功能與實(shí)時(shí)快速控制功能，也可單獨(dú)配置某一個(gè)站執(zhí)行特定的優(yōu)化功能。獨(dú)立配置的智能燃燒控制系統(tǒng)宜由上位分析站、下位控制站、網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)、I/O模件和電源等組合構(gòu)成。上位分析站宜通過通信方式從常規(guī)控制系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)，下位控制站宜從常規(guī)控制系統(tǒng)控制器中直接獲取過程參數(shù)，并通過常規(guī)控制系統(tǒng)輸出指令至現(xiàn)場(chǎng)。上位分析站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析運(yùn)算，輸出最佳運(yùn)行方式和最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)，下位控制站實(shí)現(xiàn)具體運(yùn)行方式和參數(shù)定值的控制執(zhí)行。上位分析站與下位控制站實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、定時(shí)或事件觸發(fā)式信息交互。上位分析站宜實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口功能。智能燃燒控制系統(tǒng)宜采用高可靠、易維護(hù)、易擴(kuò)展、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的硬件設(shè)備，以及標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、可維護(hù)的軟件系統(tǒng)，可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高級(jí)優(yōu)化控制功能。上位分析站能夠方便加載高級(jí)優(yōu)化算法，宜提供與其他優(yōu)化系統(tǒng)的軟硬件接口。若優(yōu)化控制系統(tǒng)無復(fù)雜高級(jí)運(yùn)算要求時(shí)，亦可簡(jiǎn)化配置上位分析站或采用離線編譯器方式。5.3.9下位控制站能夠滿足高精度、快速采樣與實(shí)時(shí)控制的要求。智能燃燒控制系統(tǒng)以投切的方式接入常規(guī)控制系統(tǒng)，投入和退出不應(yīng)對(duì)常規(guī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生任何擾動(dòng)。智能燃燒控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)獨(dú)立的安全投退功能，運(yùn)行人員可無條件切換至常規(guī)控制系統(tǒng)，并確保過程安全無擾動(dòng)，只有在智能燃燒控制系統(tǒng)工作正常后才允許切換至優(yōu)化控制。智能燃燒控制系統(tǒng)具有為現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員提供對(duì)參數(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)的手段。上位分析站由專用服務(wù)器或工控機(jī)、人機(jī)接口設(shè)備、通信網(wǎng)卡、擴(kuò)展接口等設(shè)備組成。上位分析站主要設(shè)備宜固定布置在專用機(jī)柜或機(jī)箱中，并采用冗余電源供電。3.15上位分析站配置穩(wěn)定可靠的通用操作系統(tǒng)，并具備標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)接口功能，便于工程人員組態(tài)和調(diào)試。上位分析站配置必要的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具，具備高級(jí)應(yīng)用算法的運(yùn)行環(huán)境。下位控制站應(yīng)由控制器模件、電源模件、網(wǎng)絡(luò)通信模件、以及各類型I/O處理模件組成。下位控制站控制器模件應(yīng)可靠，宜采用冗余配置，選用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)總線形式，穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)10設(shè)備和通信接口。3.19下位控制站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信模件、電源模件及10電源分別接至兩路獨(dú)立的輸入電源。3.20下位控制站與常規(guī)控制系統(tǒng)的安全控制交互信號(hào)通過硬接線或通信方式獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。當(dāng)通信方式不能滿足控制信號(hào)的實(shí)時(shí)性要求時(shí)，則采用硬接線方式進(jìn)行交互。5.3,21下位控制站宜采用安全可靠的專用工業(yè)操作系統(tǒng)，配置控制邏輯快速掃描與實(shí)時(shí)運(yùn)算環(huán)境。5.3.22下位控制站應(yīng)具備基本的數(shù)據(jù)容錯(cuò)與系統(tǒng)診斷能力，以及可靠的、容量足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。5.3.23下位控制站應(yīng)滿足DL/T659中規(guī)定的精度與抗干擾能力的要求。5.3.24智能燃燒控制系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)宜冗余配置可靠的工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。冗余網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分別接至兩路獨(dú)立輸入電源。5.3.25網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)宜預(yù)留包括光纖接口在內(nèi)的多種常用網(wǎng)絡(luò)接口。5.3.26智能燃燒控制系統(tǒng)配置獨(dú)立控制機(jī)柜或小型化控制機(jī)箱具有防塵、散熱、防震等運(yùn)行防護(hù)措施,并符合DL/T5175與DL/T5190.4中規(guī)定的技術(shù)要求。5.3.27智能燃燒控制系統(tǒng)的電源、接地系統(tǒng)滿足DL/T5175與DL/T5190.4中規(guī)定的技術(shù)要求。5.4系統(tǒng)運(yùn)行智能燃燒控制系統(tǒng)運(yùn)行、切換、投退、數(shù)據(jù)交互等應(yīng)符合DL/T1492.1中規(guī)定的技術(shù)要求。6測(cè)試與驗(yàn)收6.1總則測(cè)試與驗(yàn)收宜由具有資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)開展。測(cè)試與驗(yàn)收過程應(yīng)符合GB/T10184、DL/T657、DL/T261、DL/T904等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。智能燃燒控制系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)收的功能對(duì)象包括智能燃燒控制平臺(tái)及組件、通信網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備、控制設(shè)備等。智能燃燒控制系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)收的范圍包括硬件及網(wǎng)絡(luò)通信一致性測(cè)試，控制系統(tǒng)基本功能性測(cè)試，控制系統(tǒng)控制性能測(cè)試。6.2測(cè)試內(nèi)容系統(tǒng)基本功能與性能測(cè)試。電源冗余能力；控制計(jì)算單元性能；通信及I/O系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)運(yùn)算與記錄能力測(cè)試。最大邏輯頁面的組態(tài)運(yùn)算能力；最大模擬量計(jì)算模塊的運(yùn)算能力；模擬量信號(hào)快速變化時(shí)的數(shù)據(jù)記錄能力。通信能力測(cè)試。最大模擬量通信測(cè)試；最快通信速率測(cè)試；長(zhǎng)期高負(fù)荷通信能力測(cè)試。投退過程無擾測(cè)試。投入退出測(cè)試；斷電恢復(fù)測(cè)試；通信中斷測(cè)試。長(zhǎng)周期運(yùn)行與環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試。滿負(fù)荷長(zhǎng)周期測(cè)試；電磁干擾環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試；機(jī)柜風(fēng)扇故障環(huán)境測(cè)試。系統(tǒng)中各設(shè)備的聯(lián)鎖保護(hù)功能，以及系統(tǒng)模擬量參數(shù)自動(dòng)閉環(huán)控制。6.2.7鍋爐性能驗(yàn)收試驗(yàn)按照GB/T10184的要求。6.2.8控制系統(tǒng)涉及DCS的部分按照DL/T657、DL/T658的驗(yàn)收要求。6.2.9系統(tǒng)設(shè)備在出廠前進(jìn)行必要的測(cè)試并提供測(cè)試報(bào)告。具有故障自動(dòng)診斷功能的裝置，測(cè)試其自動(dòng)判斷故障類型和正確顯示當(dāng)前故障的功能。6.3測(cè)試與驗(yàn)收資料驗(yàn)收資料包括控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)說明，如硬件及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置及清冊(cè)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及邏輯說明等。涉及設(shè)計(jì)變更及邏輯修改有文檔記錄并保存。驗(yàn)收試驗(yàn)單包括設(shè)備啟動(dòng)/停止允許條件、聯(lián)鎖保護(hù)條件等內(nèi)容，試