技術介紹

通用燃耗優化控制技術簡稱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、多變量解耦技術、過程優化控制技術、故障診斷與安全控制技術、智能調節技術及科學的數據分析與統計技術來實現燃燒裝置的全自動優化控制，從而達到其安全運行、穩定運行和經濟運行的所有目標。

1、BCS技術的理論依據

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）基于過程數據變化趨勢的相對正確而非其絕對精確進行優化控制，對現場條件要求降到最低；

2）用與燃燒關聯的基本測控信號，基于軟測量技術構建了一個可以表征當前工況下燃燒效果的中間變量—ε，它的變化規律與燃燒裝置熱效率一致，為實現優化目標提供了依據；

3）將華羅庚先生的“瞎子爬山法”優化思想工程化，采用多維梯度極值搜索法尋找熱風爐在當前工況下的最佳運行點，每次優化基于上次優化結果啟動，通過滾動優化使燃燒裝置達到“越燒越好”的運行狀態；

4）創造性的引入趨勢優化控制技術，優化系統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，使生產運行從潛在危險自主恢復到正常狀態；

6）集模糊控制、非線性控制和預測控制等技術于一體，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，實現了燃燒裝置主要運行參數快速的高精度穩定控制。

適用行業及領域

和隆優化核心業務領域涉及冶金、發電、供熱、建材、氯堿化工、煤化工、光伏、市政、制藥、制鹽等行業，業績已遍布全國二十六個省、市、自治區，為我國高耗能企業的節能降耗和減排工作發揮出越來越重要的作用。

目前主要用于熱電廠及發電廠（CFB鍋爐）、供熱廠（各種鍋爐）、鋼廠（熱風爐、加熱爐、燃氣鍋爐、白灰窯、燒結機等窯爐）

正在形成的市場領域：生物質和垃圾發電、建材水泥、煤層氣、供熱管網。

典型用戶及投資效益

案例一、在熱電廠CFB鍋爐上的應用

1.1項目介紹

中海油山東�；�集團位于山東省濰坊市濱海經濟開發區，目前擁有資產總額120多億元，員工1.2萬多人。主營業務為制造銷售原鹽、純堿等各類化工產品及化工原料、石油化工、發電等，所屬有山東�；�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�；�集團熱力電力分公司與北京和隆優化科技股份有限公司簽訂合同，對三電廠的3臺鍋爐進行節能改造，當年8月至10月先后對三電廠的3臺鍋爐進行逐一改造，隨后進行了連續一個月的優化運行，于2011年12月底進行了優化運行和手動運行分別168小時的對比測試和驗收。

1.2優化系統流程畫面

該現場首次啟用氧量糾偏，當鍋爐在運行過程中由于給煤或者一二次風發生偏移引起兩個氧含量測量信號出現偏差時，該功能自動啟動，最終結果是將兩個氧含量拉到比較接近的位置。如下圖：

節能效果

1.3經濟效益分析

以考核期間單臺鍋爐日均產汽量12000噸計算，鍋爐年產汽量(按每年正常運行330天計)為3960000噸。使用BCS技術后按照煤耗降低1.254 kg/t、標煤價格按600元/噸計算，則年節煤效益為：

(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、在鋼廠高爐熱風爐上的應用

2.1項目介紹：

沙鋼集團是中國特大型工業企業，全國最大的民營鋼鐵企業，年生產能力煉鐵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座頂燃式熱風爐，燃料為高爐煤氣，煤氣、空氣雙預熱，煤氣、空氣雙不固定的燒爐方式、兩燒一送的送風制度，燒爐時間110分鐘、送風時間60分鐘、換爐時間10分鐘；現場控制系統采用施耐德PLC和INTOUCH HIM,現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化科技股份有限公司的熱風爐燃燒優化控制系統在2#1080高爐熱風爐上進行改造，在沒有對現場進行任何設備改造的情況下，采用OPC通訊的方式將現場的測量信號傳入優化控制系統，并將優化系統的動作指令傳回至原來的控制系統，實現閉環的燃燒優化控制，該項目于4月23號開始實施至5月2號調試完成轉入了運行考核階段，整個過程都是在正常生產中進行。

2.2 BCS優化運行效果

1）運行曲線對比

                                     改造前熱風溫度曲線

                                      改造后熱風溫度曲線

從熱風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，造成熱風溫度的波動大，改造后每一爐燒的比較一致，熱風溫度波動比較，利于高爐操作。

2）運行數據比較

2.3經濟效益分析

改造前后每天節約的煤氣量（104016-100064）*24=9.48萬 m3，按照3.8立方米發一度電，每度電0.6元計算，則每天產生的經濟效益=9.48/3.8*0.6=1.4968萬元，全年按照330天計算則一年產生的節能效益=1.4968*330=493.9萬元。

技術提供單位介紹

北京和隆優化科技股份有限公司致力于符合中國國情的過程優化節能技術、物聯網與信息化技術、過程優化仿真技術和大系統協調優化技術的研發和服務。公司主營業務是典型的兩化融合的新興產業，采用企業級大數據挖掘及優化技術為高耗能企業提供一系列優化節能解決方案，幫助企業基于現狀挖掘剩余利潤。公司目前已擁有自主研發的節能技術產品（服務）三十余項，是國內優化控制技術領域的領軍企業。

和隆優化成立于2004年8月，2013年登陸新三板，成為優化控制領域第一家上市企業（股票代碼430290）。公司通過ISO9001質量管理體系認證，是國家高新技術企業、雙軟企業、國家備案的節能服務公司，已獲得國家發明專利、商標、軟件著作權等知識產權近百項，獲得省部級科技進步獎、國家重點新產品、科技創新成果、科技創新產品及專利獎、創新基金等榮譽二十余項 。經過十年來的穩健發展，和隆優化已成為國內優化控制領域的知名品牌。

北京和隆優化科技股份有限公司位于中關村國家自主示范園區，目前下設三個全資或控股專業子公司—北京和隆軟件有限公司、山東和隆優化能源科技有限公司、江蘇和隆優化能源科技有限公司。公司建有國內最先進的物聯網實時服務系統（HeroRTS），全天候對用戶提供優質和高效服務。

技術推廣前景

    BCS技術目前主要應用于燃燒領域，未來將在食品、汽車、石油、光伏、教育、玻璃等行業進行技術開發和應用，實現行業及企業間的整體協調優化，使其從原材料采購、物流、生產、運行及管理各個環節優化協調起來，從而最大限度地降低能源消耗和排放污染。

燃燒優化技術在國外已經非常領先，而在國內剛剛起步，前期國內應用的都是國外優化技術，表現出適用性不強，性價比低。和隆的優化技術填補了國內短缺，是節能降耗的有力手段之一，就燃燒領域在中國的爐窯市場規模大約有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。