本發(fā)明涉及化石燃料鍋爐，尤其涉及用于鍋爐的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、化石燃料鍋爐技術(shù)領(lǐng)域涉及使用煤炭、石油和天然氣等化石燃料來(lái)產(chǎn)生熱能的系統(tǒng)。這些鍋爐是工業(yè)和電力生產(chǎn)中關(guān)鍵的組成部分，用于產(chǎn)生蒸汽或加熱水。技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)包括提高燃燒效率，減少污染排放，以及優(yōu)化熱能的管理和回收。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，現(xiàn)代化石燃料鍋爐技術(shù)還強(qiáng)調(diào)采用先進(jìn)的排放控制技術(shù)，如脫硫和脫硝系統(tǒng)，以及通過(guò)熱效率改進(jìn)減少二氧化碳的排放。

2、而鍋爐控制系統(tǒng)的主要用途是確保鍋爐在安全、有效和經(jīng)濟(jì)的條件下運(yùn)行。它通過(guò)調(diào)整燃燒空氣量、燃料供應(yīng)以及水的供給等參數(shù)來(lái)優(yōu)化鍋爐的性能。

3、但是現(xiàn)有技術(shù)在鍋爐監(jiān)控和評(píng)估過(guò)程中存在顯著不足。依賴于單一的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，難以全面捕捉鍋爐的運(yùn)行性能，導(dǎo)致無(wú)法有效評(píng)估燃料利用和能效。這種局限使得潛在的熱損失和污染物排放問(wèn)題難以識(shí)別，例如未及時(shí)反映過(guò)?？諝庀禂?shù)與燃燒溫度的波動(dòng)，可能造成燃燒效率的降低，進(jìn)而引發(fā)不必要的能量損耗和環(huán)境污染。此外，缺乏系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析，運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本的控制缺乏依據(jù)，容易導(dǎo)致資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的用于鍋爐的控制系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：用于鍋爐的控制系統(tǒng)包括：

3、運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊，基于鍋爐的燃料輸入量、蒸汽輸出量、熱損失量、燃燒溫度、過(guò)剩空氣系數(shù)、爐膛溫度和煙氣溫度參數(shù)，采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，得到鍋爐運(yùn)行參數(shù)集；

4、能效分析模塊，對(duì)所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集中的燃料輸入量與蒸汽輸出量進(jìn)行比較，計(jì)算熱能轉(zhuǎn)換效率，對(duì)熱損失量進(jìn)行累加，確定總熱損失值，根據(jù)燃燒溫度、過(guò)?？諝庀禂?shù)和爐膛溫度，計(jì)算燃燒效率，將熱能轉(zhuǎn)換效率與燃燒效率進(jìn)行比較，分析鍋爐的能源利用情況，結(jié)合總熱損失值，確定能量損耗比例，得到能效評(píng)估結(jié)果；

5、環(huán)境影響評(píng)估模塊，基于所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集，計(jì)算鍋爐在每種條件下的co2、nox和sox污染物排放量，對(duì)排放量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)合煙氣溫度，建立環(huán)境影響模型，得到污染物排放評(píng)估結(jié)果；

6、經(jīng)濟(jì)性能分析模塊，根據(jù)所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集、能效評(píng)估結(jié)果和省煤器效率，計(jì)算燃料成本、維護(hù)成本和運(yùn)營(yíng)成本，結(jié)合能源效率改進(jìn)后的節(jié)約收益，分析初始投資成本與生命周期成本，得到經(jīng)濟(jì)性能評(píng)估結(jié)果；

7、綜合可持續(xù)性模塊，對(duì)所述能效評(píng)估結(jié)果、污染物排放評(píng)估結(jié)果和經(jīng)濟(jì)性能評(píng)估結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，設(shè)定能源效率、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)性能的權(quán)重系數(shù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，將加權(quán)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，得出可持續(xù)性評(píng)級(jí)。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集包括燃料輸入量、蒸汽輸出量、熱損失量、燃燒溫度、過(guò)剩空氣系數(shù)、爐膛溫度和煙氣溫度參數(shù)，所述能效評(píng)估結(jié)果包括熱能轉(zhuǎn)換效率、總熱損失值、燃燒效率和能源利用率，所述污染物排放評(píng)估結(jié)果包括co2、nox和sox的排放量，所述經(jīng)濟(jì)性能評(píng)估結(jié)果包括燃料成本、維護(hù)成本、運(yùn)營(yíng)成本和生命周期成本。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊包括：

10、燃料數(shù)據(jù)采集子模塊，基于鍋爐的燃料輸入量和蒸汽輸出量參數(shù)，采用傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃料流入速度和蒸汽輸出速度，對(duì)燃料輸入量和蒸汽輸出量進(jìn)行連續(xù)采樣，將采樣數(shù)據(jù)加上時(shí)間標(biāo)記，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)記錄中，得到燃料蒸汽數(shù)據(jù)集；

11、溫度數(shù)據(jù)采集子模塊，基于所述燃料蒸汽數(shù)據(jù)集，使用溫度傳感器和氣體分析儀，測(cè)量爐膛內(nèi)的溫度和氧含量，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，記錄過(guò)剩空氣系數(shù)，得到溫度參數(shù)數(shù)據(jù)集；

12、參數(shù)整合子模塊，基于所述燃料蒸汽數(shù)據(jù)集和溫度參數(shù)數(shù)據(jù)集，對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間同步處理，匹配對(duì)應(yīng)時(shí)間的參數(shù)值，檢查數(shù)據(jù)完整性，處理缺失或異常數(shù)據(jù)，整合形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集合，得到鍋爐運(yùn)行參數(shù)集。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述能效分析模塊包括：

14、熱能效率計(jì)算子模塊，基于所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集中的燃料輸入量和蒸汽輸出量，提取關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的燃料消耗和蒸汽產(chǎn)出，計(jì)算燃料消耗與蒸汽產(chǎn)出的比值，得到熱能轉(zhuǎn)換效率值；

15、燃燒效率評(píng)估子模塊，基于所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集中的燃燒溫度、過(guò)?？諝庀禂?shù)和爐膛溫度，提取關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前燃燒溫度與理論燃燒溫度的差異，分析過(guò)剩空氣對(duì)燃燒過(guò)程的影響，計(jì)算燃燒效率，將燃燒效率與熱能轉(zhuǎn)換效率值進(jìn)行比較，得到燃燒效率差異值；

16、能量損耗分析子模塊，對(duì)所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集中的熱損失量進(jìn)行累加，計(jì)算總熱損失值，結(jié)合燃燒效率差異值，判斷鍋爐的能源利用情況，計(jì)算能量損耗比例，得到能效評(píng)估結(jié)果。

17、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述環(huán)境影響評(píng)估模塊包括：

18、污染物計(jì)算子模塊，基于所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集，提取每個(gè)條件下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)的co2、nox和sox排放量，將計(jì)算結(jié)果整理，得到污染物排放數(shù)據(jù)集；

19、排放統(tǒng)計(jì)子模塊，對(duì)所述污染物排放數(shù)據(jù)集進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，匯總每個(gè)運(yùn)行條件下的污染物排放量，繪制排放趨勢(shì)圖，得到排放統(tǒng)計(jì)結(jié)果；

20、環(huán)境建模子模塊，基于所述排放統(tǒng)計(jì)結(jié)果，結(jié)合煙氣溫度，建立環(huán)境影響模型，模擬每個(gè)條件下的污染物擴(kuò)散情況，判斷對(duì)環(huán)境的影響程度，得到污染物排放評(píng)估結(jié)果。

21、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述經(jīng)濟(jì)性能分析模塊包括：

22、成本計(jì)算子模塊，根據(jù)所述鍋爐運(yùn)行參數(shù)集并結(jié)合省煤器效率，提取燃料消耗量和設(shè)備運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)，計(jì)算燃料成本，統(tǒng)計(jì)維護(hù)和運(yùn)營(yíng)關(guān)聯(lián)費(fèi)用，匯總得到成本數(shù)據(jù)集；

23、收益分析子模塊，結(jié)合所述能效評(píng)估結(jié)果，計(jì)算能源效率提升帶來(lái)的節(jié)約收益，分析節(jié)能改進(jìn)措施的經(jīng)濟(jì)效益，得到收益數(shù)據(jù)集；

24、經(jīng)濟(jì)評(píng)估子模塊，基于所述成本數(shù)據(jù)集和收益數(shù)據(jù)集，比較初始投資成本與生命周期內(nèi)的總成本，計(jì)算投資回收期和凈現(xiàn)值，得到經(jīng)濟(jì)性能評(píng)估結(jié)果。

25、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述綜合可持續(xù)性模塊包括：

26、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化子模塊，對(duì)所述能效評(píng)估結(jié)果、污染物排放評(píng)估結(jié)果和經(jīng)濟(jì)性能評(píng)估結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，采用統(tǒng)一的尺度，將每項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，得到標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集合；

27、加權(quán)計(jì)算子模塊，設(shè)定能源效率、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)性能的權(quán)重系數(shù)，使用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集合中的每項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，將加權(quán)后的數(shù)值進(jìn)行累加，得到可持續(xù)性評(píng)級(jí)。

28、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述模糊綜合評(píng)價(jià)法按照公式：

29、

30、計(jì)算綜合評(píng)分結(jié)果s，其中w1,w2,w3為能源效率、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)性能的權(quán)重系數(shù)，s1,s2,s3為關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值，為能源效率與環(huán)境影響標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)的乘積除以1+經(jīng)濟(jì)性能標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

32、本發(fā)明中，采集鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃料輸入、蒸汽輸出和熱損失的全面監(jiān)控，為熱能轉(zhuǎn)換效率和燃燒效率提供了精準(zhǔn)評(píng)估。精細(xì)化的數(shù)據(jù)分析方法，能夠清晰揭示鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中存在的能效問(wèn)題，有助于優(yōu)化能源利用。此外，通過(guò)污染物排放量的系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，能夠建立起全面的環(huán)境影響模型，為提升鍋爐的環(huán)保性能提供具體指導(dǎo)。同時(shí)，深入的經(jīng)濟(jì)性能分析使得燃料和維護(hù)成本的控制更加科學(xué)，有效提升了節(jié)能效果。通過(guò)綜合評(píng)估在能源效率、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)性能之間找到最佳平衡，不僅為鍋爐的可持續(xù)運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，還推動(dòng)了多維度的管理模式，確保了運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升。