凯博CFB锅炉燃烧过程优化控制系统简介
CFB锅炉燃烧过程优化控制系统采用已获国家发明专利的无辩识自适应预估控制器基础上，用已获国家软件著作权的凯博KB-APC先进控制组态软件作为实施的软件平台，利用KB-APC的基础模型库和在线算法库，通过数学模型构造粒子浓度观测器和调优模型，采用独创的自组织智能调优技术在线的实时调优系统，优化燃烧，从而达到节能降耗目标。仿真研究也将在该软件平台上，利用软件附带的历史仿真功能(该功能可以离线的再现实际工业操作过程)完成。
凯博CFB锅炉燃烧优化控制系统在发电和热电企业已经成功实施了100多套，经过多个客户的使用证明，该系统具有安全可靠、控制效果明显，可长期稳定运行等特点，因该项目采用的是其自有知识产权的专利产品，各项指标完全符合招标书提出的技术指标。本产品优势如下：
1、控制软件平台及控制技术方面的优势
工业先进控制技术(APC)是近年来迅速发展的高新技术。自20世纪80年代起，以模型预测控制为主的APC技术在一些发达国家的流程工业得到较为广泛的应用，主要用以解决复杂流程工业过程存在的多变量耦合、大滞后、时变等由传统的PID控制无法解决的控制问题。采用先进控制，可以改进控制效果，增加过程的平稳性，提高控制精度。在先进控制基础上发展的工业过程的在线优化技术，包括软仪表、故障诊断等技术，可有效的改进工业过程的操作水平，提高经济效益。
项目技术已获得国家发明专利，拥有自有知识产权的CFB锅炉燃烧过程优化控制系统软件包，主要包括以下几项尖端核心技术：
①、无辩识自适应预估控制器(IFAP)专利技术。首次将无辨识自适应预估控制技术用在CFB锅炉燃烧过程的闭环控制，并获得成功。
★特点：无需建立复杂模型、也无需在线和离线的模型辨识，适应各种流程和工艺。该控制器参数依据几何原理在线自动整定，无需人工干涉，投运后无需人工调整参数，控制器能自动适应操作条件和各种工况的变化，自动调整相关控制器参数。而常规PID控制器在工况变化或煤质发生变化时，控制器参数需要经常人工整定，无法适应CFB锅炉的燃烧特性。
★系统通过组态可形成不同的先进控制器及各种单回路、串级、前馈和多变量的复杂控制系统，以满足不同的控制要求。
②、大滞后时间自动搜寻和预估技术。
通过组态，可以实时搜寻到锅炉燃烧的滞后时间，再结合各主要控制参数的预估值，从而提前调节燃料和风量。该项技术的应用解决了CFB锅炉由于大滞后带来的自动控制难题。
③、基于因素空间理论的模糊故障诊断技术。
因素空间是一种建立在模糊数学基础上的新型知识信息表示方法，其新颖之处是将可测的数值信息作为知识概念的表现外延，如此可对概念进行量化描述，从而可用一系列数学手段进行处理，这就为智能系统的在线自适应提供了基础。因此，因素空间在故障诊断、优化决策和专家系统自适应方面均有良好的应用前景。
利用因素空间的信息表示方法及变权理论开发的模糊故障诊断和决策方法，可以更有效的诊断复杂工业过程的工艺故障；
④、自组织优化技术
根据实时工况，调优风煤比、粒子浓度及氧含量（系统参照特别设计的风煤比及流化状况等软仪表参数信息进行调优），从而达到节约降耗的效果。
2、CFB锅炉燃烧技术研究、技术路线及项目实施方面的优势
2.1、CFB锅炉燃烧技术研究方面的优势：
项目实施时，将CFB锅炉燃烧过程优化控制系统软件包应用于CFB锅炉燃烧过程的闭环控制，该项目解决了CFB锅炉燃烧过程在线闭环控制问题，获得国家发明专利。目前该项目已实现产业化，2005获国家重点新产品证书，2009年6月获得中国华电集团科技进步二等奖。目前已有100多套系统在CFB锅炉上成功应用，并可以长期在自动模式下运行。科研小组的大量科研成果成功应用在已经实施的各个项目中，取得了良好的效果。对CFB锅炉燃烧过程优化行业提供了大量科学翔实的理论、架构及数据，为CFB锅炉燃烧过程优化领域做出了极大的贡献。
2.2、技术路线先进：
CFB锅炉的燃烧机理极其复杂，影响因素众多，许多问题至今从理论上尚无定论。本项目以CFB锅炉燃烧过程优化控制系统软件作为开发平台，利用其所自带的无辩识自适应控制器解决CFB锅炉煤质多变特性，配合预估控制器解决大滞后、非线性问题，实现燃烧自动控制。首先通过CFB锅炉燃烧过程和汽水系统的动态建模，通过数学模型构造粒子浓度观测器和调优模型，进而采用我们独创的自组织智能调优技术在线的实时调优系统(该智能调优技术已在成功应用于100多套CFB锅炉项目中)。其中：
a、动态机理模型要正确反映CFB锅炉的燃烧特性，包含几个基本点：床内残碳动态积累和燃烧动力学过程；原料煤带入的挥发份、灰度的释放及燃烧过程；固体物质在床内的动态积累过程和效应；给煤、给风、加料和排渣等操作量对密相区、稀相区粒子浓度的形成影响及其对流动、传热、燃烧及能量平衡的作用关系；
b、在建模基础上，结合具体工业装置，在线求解算法，实施CFB燃烧过程的燃烧颗粒粒子浓度在线观测系统，实现CFB锅炉燃烧过程密相区和稀相区粒子浓度的在线实时观测计算。
c、在a,b基础上，以CFB锅炉燃烧过程的粒子浓度为优化对象，以风煤比、一次风与二次风比率、回料量为主要调控手段，结合无辨识自适应控制器，采用独创的自组织调优技术，实施CFB锅炉燃烧过程在线的粒子浓度智能调优系统。
2.3、在项目实施方面的优势：
凯博科技循环流化床锅炉燃烧过程优化控制系统获得国家发明专利，获得2009年度华电集团科技进步二等奖，获得国家科技部、商务部、质量技术总局、国家环保总局批准的国家重点新产品。
该系统主要应用于电厂循环流化床锅炉燃烧过程的自动运行控制，投入该系统平台后可以使循环流化床锅炉投入燃烧过程的自动运行，从而使发电厂的发电机组运行平稳，达到节能的目的，根据经验，节煤效果可以达到1%以上。
该系统专门针对循环流化床锅炉的特点，主要用于电厂循环流化床锅炉燃烧过程的优化控制、自动运行和机炉协调控制，使得循环流化床锅炉在设备正常的情况下自动投入率达到95%以上，使锅炉运行平稳，减少磨损，减少流化床锅炉由于炉型特点和煤质的大幅度变化导致的经常性的非正常停炉，减少由于非正常停炉导致的点火时的用油量，同时降低煤耗约1%以上，为发电企业创造良好的经济效益。
系统已经成功使用于：1、中电投集团通辽盛发热电有限公司2台440吨/小时循环流化床锅炉、中电投集团赤峰电厂1台440吨/小时循环流化床锅炉、中电投集团开封电厂2台440吨/小时循环流化床锅炉、中电投山西铝业8套；2、神华集团阳光电厂1台440吨/小时循环流化床锅炉、神华集团准能矸电2台480吨/小时循环流化床锅炉；3、中国石油集团锦西石化公司3台220吨/小时循环流化床锅炉；4、中国石化集团燕山石化公司1台310吨/小时循环流化床锅炉、中国石化集团齐鲁石化公司炼油事业部2台240吨/小时循环流化床锅炉、中国石化集团齐鲁石化公司第二化肥厂3台240吨/小时循环流化床锅炉、中国石化集团天津石化公司3套465吨/小时循环流化床锅炉优化项目；5、嘉兴嘉爱斯3套；6、聊城蓝天热电3台130吨/小时循环流化床锅炉；7、山西阳泉兆丰铝业1套480吨/小时循环流化床锅炉优化、8、华能苏州热电1套、华能白杨河1套；9、新疆蓝山屯河4套；10、华电福建永安2套1065吨/小时循环流化床锅炉优化、华电乌达2套、华电石家庄4套、华电淄博1套；11、调兵山电厂1套1065吨/小时循环流化床锅炉优化；12、青岛能源集团2套；13、青岛海湾集团2套；14、威海博通1套；15、调兵山33万机组等大量项目。
经过众多电厂客户的使用，证明该系统是成熟、稳定可靠的。
3、安全可靠性和节能方面的优势
3.1、安全可靠性高：为保证闭环控制系统的安全运行，CFB锅炉燃烧过程优化控制系统特别设计了具有实时在线功能的故障诊断系统。应用基于因素空间的模糊故障诊断技术，该系统的故障诊断包括工艺故障诊断和仪表故障诊断(特别值得一提的是：系统利用CFB锅炉燃烧过程优化控制系统软件包提供的软仪表功能，构建锅炉流化状况、风煤比状况等对锅炉操作极为有益的软仪表参数信息)。
3.2、节约能源、创造节能空间：应用该系统后，可使锅炉长时期在闭环稳定的状态下自动运行，并可根据实时工况，调优风煤比、粒子浓度及氧含量（系统参照特别设计的风煤比及流化状况等软仪表参数信息进行调优），从而达到节约降耗的效果。在已经实施完成的100多个项目中，发电标煤耗最低降低1%左右，取得了极高的经济效益和社会效益。
3.3、维护成本低：系统实施后，软件无需维护，只要保证运行软件的工控机正常运行即可，基本达到了维护零成本。
3.4、本产品获得国家发明专利证书、被认定为国家重点新产品、被评为福建省科技进步二等奖、被评为华电集团科技进步二等奖。
