优化控制系统在水泥窑余热电站上的应用

董伟强

1 余热发电系统介绍

水泥窑余热发电系统[1]通常由汽轮发电机系统、余热锅炉系统、化学水和循环水系统等构成。余热锅炉热源来自于水泥窑窑头和窑尾废气，整个余热发电机组是随动系统，当水泥窑废气能量发生较大波动时，余热电站主要参数亦随之波动。

常规的余热发电系统设有DCS控制系统，可实现报警、跳机和联锁及一些PID控制功能，如，除盐水箱水位的联锁；汽包水位、热井水位、给水压力的PID控制，均压箱压力控制；汽包紧急排汽、紧急放水联锁；主蒸汽温度、压力自动联锁控制等。这些功能在工况稳定条件下，能辅助工作人员完成相关操作任务。但水泥窑余热发电机组负荷多变，常规的DCS控制系统需要工作人员具有丰富的经验才能完成相关操作，工作强度也比较大。尤其是余热发电站汽包水位的PID控制，存在汽包水位波动较大的问题，严重影响了余热电站的安全平稳运行。

近年来，随着余热发电系统自动化技术水平的提高，引入优化控制系统后，为余热电站的少人值守或准无人值守打下了基础，降低了操作人员的劳动强度。

2 优化控制系统介绍

2.1 优化控制系统构成

优化控制系统由优化控制器、优化工作站和优化控制策略构成，如图1所示。

图1 优化控制系统构成

优化控制系统基于优化控制器强大的运算能力，可以实现一些复杂算法，如解耦控制、超前控制、预测控制和模糊控制[1]等先进控制算法；可以实现多个优化控制子系统的并列运行和多个优化控制回路同时工作；……