技術(shù)介紹
通用燃耗優(yōu)化控制技術(shù)簡稱BCS，立足于各種燃燒裝置最基本的測控儀表，采用先進的軟測量技術(shù)、多變量解耦技術(shù)、過程優(yōu)化控制技術(shù)、故障診斷與安全控制技術(shù)、智能調(diào)節(jié)技術(shù)及科學(xué)的數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計技術(shù)來實現(xiàn)燃燒裝置的全自動優(yōu)化控制，從而達到其安全運行、穩(wěn)定運行和經(jīng)濟運行的所有目標(biāo)。
1、BCS技術(shù)的理論依據(jù)
固體燃料的熱平衡方程
Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
其中： Qr：1kg燃料帶入燃燒裝置的熱量（kj/kg）；
Q1：燃燒裝置有效利用熱量（kj/kg）；
Q2：排出煙氣所帶走的熱量（kj/kg）；
Q3：化學(xué)不完全燃燒熱損失（kj/kg；
Q4：機械不完全燃燒熱損失（kj/kg）；
Q5：燃燒裝置的散熱損失（kj/kg）；
Q6：灰渣帶走的物理熱量（kj/kg）；
燃燒裝置的熱效率如下：
η%==Q1/Qr*100%=（Qr-（Q2+Q3+Q4+Q5+Q6））/ Qr*100%
注：氣體燃料沒有Q4和Q6。
2、通用燃燒曲線
1）基于過程數(shù)據(jù)變化趨勢的相對正確而非其絕對精確進行優(yōu)化控制，對現(xiàn)場條件要求降到最低；
2）用與燃燒關(guān)聯(lián)的基本測控信號，基于軟測量技術(shù)構(gòu)建了一個可以表征當(dāng)前工況下燃燒效果的中間變量—ε，它的變化規(guī)律與燃燒裝置熱效率一致，為實現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)提供了依據(jù)；
3）將華羅庚先生的“瞎子爬山法”優(yōu)化思想工程化，采用多維梯度極值搜索法尋找熱風(fēng)爐在當(dāng)前工況下的最佳運行點，每次優(yōu)化基于上次優(yōu)化結(jié)果啟動，通過滾動優(yōu)化使燃燒裝置達到“越燒越好”的運行狀態(tài)；
4）創(chuàng)造性的引入趨勢優(yōu)化控制技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)自動跟蹤并分析燃燒裝置因自身擾動而引起的工況變化，自動篩選最佳運行工況并將燃燒裝置鉗位于最佳運行工況；
5）將自愈控制理論首次用于燃燒裝置的優(yōu)化控制，采用主動的安全控制策略將可控的運行故障消滅于萌芽狀態(tài)，使生產(chǎn)運行從潛在危險自主恢復(fù)到正常狀態(tài)；
6）集模糊控制、非線性控制和預(yù)測控制等技術(shù)于一體，全面克服了過程本身的非線性、純滯后和時變性等諸多難題，實現(xiàn)了燃燒裝置主要運行參數(shù)快速的高精度穩(wěn)定控制。
適用行業(yè)及領(lǐng)域
和隆優(yōu)化核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域涉及冶金、發(fā)電、供熱、建材、氯堿化工、煤化工、光伏、市政、制藥、制鹽等行業(yè)，業(yè)績已遍布全國二十六個省、市、自治區(qū)，為我國高耗能企業(yè)的節(jié)能降耗和減排工作發(fā)揮出越來越重要的作用。
目前主要用于熱電廠及發(fā)電廠（CFB鍋爐）、供熱廠（各種鍋爐）、鋼廠（熱風(fēng)爐、加熱爐、燃?xì)忮仩t、白灰窯、燒結(jié)機等窯爐）
正在形成的市場領(lǐng)域：生物質(zhì)和垃圾發(fā)電、建材水泥、煤層氣、供熱管網(wǎng)。
典型用戶及投資效益
案例一、在熱電廠CFB鍋爐上的應(yīng)用
1.1項目介紹
中海油山東海化集團位于山東省濰坊市濱海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，目前擁有資產(chǎn)總額120多億元，員工1.2萬多人。主營業(yè)務(wù)為制造銷售原鹽、純堿等各類化工產(chǎn)品及化工原料、石油化工、發(fā)電等，所屬有山東海化股份有限公司1家上市公司和石化分公司、熱電分公司等30多家分、子公司。其中熱力電力分公司第三電廠有3臺650t/h的高溫高壓CFB鍋爐，2011年7月海化集團熱力電力分公司與北京和隆優(yōu)化科技股份有限公司簽訂合同，對三電廠的3臺鍋爐進行節(jié)能改造，當(dāng)年8月至10月先后對三電廠的3臺鍋爐進行逐一改造，隨后進行了連續(xù)一個月的優(yōu)化運行，于2011年12月底進行了優(yōu)化運行和手動運行分別168小時的對比測試和驗收。
1.2優(yōu)化系統(tǒng)流程畫面
該現(xiàn)場首次啟用氧量糾偏，當(dāng)鍋爐在運行過程中由于給煤或者一二次風(fēng)發(fā)生偏移引起兩個氧含量測量信號出現(xiàn)偏差時，該功能自動啟動，最終結(jié)果是將兩個氧含量拉到比較接近的位置。如下圖：
節(jié)能效果
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操作方式
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總用煤量（t）
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總產(chǎn)汽量（t）
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燃煤熱值（kj/kg）
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折標(biāo)噸汽煤耗（kg/t）
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BCS操作
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8044.77
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72870.97
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18463.9
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69.4884988
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手動操作
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8597.57
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76460.03
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18459.52
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70.74202561
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煤耗降低率
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1.77%
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BCS投運率
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100%
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1.3經(jīng)濟效益分析
以考核期間單臺鍋爐日均產(chǎn)汽量12000噸計算，鍋爐年產(chǎn)汽量(按每年正常運行330天計)為3960000噸。使用BCS技術(shù)后按照煤耗降低1.254
kg/t、標(biāo)煤價格按600元/噸計算，則年節(jié)煤效益為：
(3960000*1.254/1000)*600 =298萬元
以常年運行2臺鍋爐計算年效益：298*2=596萬元。
案例二、在鋼廠高爐熱風(fēng)爐上的應(yīng)用
2.1項目介紹：
沙鋼集團是中國特大型工業(yè)企業(yè)，全國最大的民營鋼鐵企業(yè)，年生產(chǎn)能力煉鐵3190萬噸、煉鋼3920萬噸、軋材3720萬噸，其中華盛煉鐵一分廠共有6座高爐，其中兩座1080m3，配套3座頂燃式熱風(fēng)爐，燃料為高爐煤氣，煤氣、空氣雙預(yù)熱，煤氣、空氣雙不固定的燒爐方式、兩燒一送的送風(fēng)制度，燒爐時間110分鐘、送風(fēng)時間60分鐘、換爐時間10分鐘；現(xiàn)場控制系統(tǒng)采用施耐德PLC和INTOUCH HIM,現(xiàn)場操作全部采用人工手動控制模式，煤氣母管壓力波動范圍11.3-16.2KPa，由于煤氣壓力的波動、煤氣熱值的變化、人工調(diào)整不及時等原因造成拱角溫度和廢氣溫度波動比較大，燒爐不均衡，送風(fēng)溫度波動大，煤氣消耗偏高，操作人員的勞動強度大。
在此情況公司決定采用北京和隆優(yōu)化科技股份有限公司的熱風(fēng)爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)在2#1080高爐熱風(fēng)爐上進行改造，在沒有對現(xiàn)場進行任何設(shè)備改造的情況下，采用OPC通訊的方式將現(xiàn)場的測量信號傳入優(yōu)化控制系統(tǒng)，并將優(yōu)化系統(tǒng)的動作指令傳回至原來的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)閉環(huán)的燃燒優(yōu)化控制，該項目于4月23號開始實施至5月2號調(diào)試完成轉(zhuǎn)入了運行考核階段，整個過程都是在正常生產(chǎn)中進行。
2.2 BCS優(yōu)化運行效果
1）運行曲線對比
改造前熱風(fēng)溫度曲線
改造后熱風(fēng)溫度曲線
從熱風(fēng)溫度的變化曲線可以看出，改造前由于每一爐的蓄熱量不一致，造成熱風(fēng)溫度的波動大，改造后每一爐燒的比較一致，熱風(fēng)溫度波動比較，利于高爐操作。
2）運行數(shù)據(jù)比較
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操作方式
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平均送風(fēng)溫度（℃）
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平均煤氣量（m3/h）
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冷風(fēng)流量均值（m3/h）
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手動操作
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1200
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104016
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161100
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BCS操作
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1200
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100064
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161100
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煤耗降低率
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(104016-100064）/104016*100%=3.79
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BCS投運率
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100%
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2.3經(jīng)濟效益分析
改造前后每天節(jié)約的煤氣量（104016-100064）*24=9.48萬 m3，按照3.8立方米發(fā)一度電，每度電0.6元計算，則每天產(chǎn)生的經(jīng)濟效益=9.48/3.8*0.6=1.4968萬元，全年按照330天計算則一年產(chǎn)生的節(jié)能效益=1.4968*330=493.9萬元。
技術(shù)提供單位介紹
北京和隆優(yōu)化科技股份有限公司致力于符合中國國情的過程優(yōu)化節(jié)能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)與信息化技術(shù)、過程優(yōu)化仿真技術(shù)和大系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化技術(shù)的研發(fā)和服務(wù)。公司主營業(yè)務(wù)是典型的兩化融合的新興產(chǎn)業(yè)，采用企業(yè)級大數(shù)據(jù)挖掘及優(yōu)化技術(shù)為高耗能企業(yè)提供一系列優(yōu)化節(jié)能解決方案，幫助企業(yè)基于現(xiàn)狀挖掘剩余利潤。公司目前已擁有自主研發(fā)的節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品（服務(wù)）三十余項，是國內(nèi)優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。
和隆優(yōu)化成立于2004年8月，2013年登陸新三板，成為優(yōu)化控制領(lǐng)域第一家上市企業(yè)（股票代碼430290）。公司通過ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，是國家高新技術(shù)企業(yè)、雙軟企業(yè)、國家備案的節(jié)能服務(wù)公司，已獲得國家發(fā)明專利、商標(biāo)、軟件著作權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)近百項，獲得省部級科技進步獎、國家重點新產(chǎn)品、科技創(chuàng)新成果、科技創(chuàng)新產(chǎn)品及專利獎、創(chuàng)新基金等榮譽二十余項
。經(jīng)過十年來的穩(wěn)健發(fā)展，和隆優(yōu)化已成為國內(nèi)優(yōu)化控制領(lǐng)域的知名品牌。
北京和隆優(yōu)化科技股份有限公司位于中關(guān)村國家自主示范園區(qū)，目前下設(shè)三個全資或控股專業(yè)子公司—北京和隆軟件有限公司、山東和隆優(yōu)化能源科技有限公司、江蘇和隆優(yōu)化能源科技有限公司。公司建有國內(nèi)最先進的物聯(lián)網(wǎng)實時服務(wù)系統(tǒng)（HeroRTS），全天候?qū)τ脩籼峁﹥?yōu)質(zhì)和高效服務(wù)。
技術(shù)推廣前景
BCS技術(shù)目前主要應(yīng)用于燃燒領(lǐng)域，未來將在食品、汽車、石油、光伏、教育、玻璃等行業(yè)進行技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，實現(xiàn)行業(yè)及企業(yè)間的整體協(xié)調(diào)優(yōu)化，使其從原材料采購、物流、生產(chǎn)、運行及管理各個環(huán)節(jié)優(yōu)化協(xié)調(diào)起來，從而最大限度地降低能源消耗和排放污染。
燃燒優(yōu)化技術(shù)在國外已經(jīng)非常領(lǐng)先，而在國內(nèi)剛剛起步，前期國內(nèi)應(yīng)用的都是國外優(yōu)化技術(shù)，表現(xiàn)出適用性不強，性價比低。和隆的優(yōu)化技術(shù)填補了國內(nèi)短缺，是節(jié)能降耗的有力手段之一，就燃燒領(lǐng)域在中國的爐窯市場規(guī)模大約有100萬臺套，目前基本都處于手動或半自動化運行，和隆公司目前實施了大約300臺套左右，BCS技術(shù)市場推廣前景非常好，和隆全體同仁愿為碧水藍天盡綿薄之力。
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