技术介绍

通用燃耗优化控制技术简称BCS，立足于各种燃烧装置最基本的测控仪表，采用先进的软测量技术、多变量解耦技术、过程优化控制技术、故障诊断与安全控制技术、智能调节技术及科学的数据分析与统计技术来实现燃烧装置的全自动优化控制，从而达到其安全运行、稳定运行和经济运行的所有目标。

1、BCS技术的理论依据

固体燃料的热平衡方程

Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

其中： Qr：1kg燃料带入燃烧装置的热量（kj/kg）；   

Q1：燃烧装置有效利用热量（kj/kg）；

Q2：排出烟气所带走的热量（kj/kg）；

Q3：化学不完全燃烧热损失（kj/kg；

Q4：机械不完全燃烧热损失（kj/kg）；

Q5：燃烧装置的散热损失（kj/kg）；

Q6：灰渣带走的物理热量（kj/kg）；

燃烧装置的热效率如下：

η%==Q1/Qr*100%=（Qr-（Q2+Q3+Q4+Q5+Q6））/ Qr*100%

注：气体燃料没有Q4和Q6。

2、通用燃烧曲线

1）基于过程数据变化趋势的相对正确而非其绝对精确进行优化控制，对现场条件要求降到最低；

2）用与燃烧关联的基本测控信号，基于软测量技术构建了一个可以表征当前工况下燃烧效果的中间变量—ε，它的变化规律与燃烧装置热效率一致，为实现优化目标提供了依据；

3）将华罗庚先生的“瞎子爬山法”优化思想工程化，采用多维梯度极值搜索法寻找热风炉在当前工况下的最佳运行点，每次优化基于上次优化结果启动，通过滚动优化使燃烧装置达到“越烧越好”的运行状态；

4）创造性的引入趋势优化控制技术，优化系统自动跟踪并分析燃烧装置因自身扰动而引起的工况变化，自动筛选最佳运行工况并将燃烧装置钳位于最佳运行工况；

5）将自愈控制理论首次用于燃烧装置的优化控制，采用主动的安全控制策略将可控的运行故障消灭于萌芽状态，使生产运行从潜在危险自主恢复到正常状态；

6）集模糊控制、非线性控制和预测控制等技术于一体，全面克服了过程本身的非线性、纯滞后和时变性等诸多难题，实现了燃烧装置主要运行参数快速的高精度稳定控制。

适用行业及领域

和隆优化核心业务领域涉及冶金、发电、供热、建材、氯碱化工、煤化工、光伏、市政、制药、制盐等行业，业绩已遍布全国二十六个省、市、自治区，为我国高耗能企业的节能降耗和减排工作发挥出越来越重要的作用。

目前主要用于热电厂及发电厂（CFB锅炉）、供热厂（各种锅炉）、钢厂（热风炉、加热炉、燃气锅炉、白灰窑、烧结机等窑炉）

正在形成的市场领域：生物质和垃圾发电、建材水泥、煤层气、供热管网。

典型用户及投资效益

案例一、在热电厂CFB锅炉上的应用

1.1项目介绍

中海油山东海化集团位于山东省潍坊市滨海经济开发区，目前拥有资产总额120多亿元，员工1.2万多人。主营业务为制造销售原盐、纯碱等各类化工产品及化工原料、石油化工、发电等，所属有山东海化股份有限公司1家上市公司和石化分公司、热电分公司等30多家分、子公司。其中热力电力分公司第三电厂有3台650t/h的高温高压CFB锅炉，2011年7月海化集团热力电力分公司与北京和隆优化科技股份有限公司签订合同，对三电厂的3台锅炉进行节能改造，当年8月至10月先后对三电厂的3台锅炉进行逐一改造，随后进行了连续一个月的优化运行，于2011年12月底进行了优化运行和手动运行分别168小时的对比测试和验收。

1.2优化系统流程画面

该现场首次启用氧量纠偏，当锅炉在运行过程中由于给煤或者一二次风发生偏移引起两个氧含量测量信号出现偏差时，该功能自动启动，最终结果是将两个氧含量拉到比较接近的位置。如下图：

节能效果

1.3经济效益分析

以考核期间单台锅炉日均产汽量12000吨计算，锅炉年产汽量(按每年正常运行330天计)为3960000吨。使用BCS技术后按照煤耗降低1.254 kg/t、标煤价格按600元/吨计算，则年节煤效益为：

(3960000*1.254/1000)*600 =298万元

以常年运行2台锅炉计算年效益：298*2=596万元。

案例二、在钢厂高炉热风炉上的应用

2.1项目介绍：

沙钢集团是中国特大型工业企业，全国最大的民营钢铁企业，年生产能力炼铁3190万吨、炼钢3920万吨、轧材3720万吨，其中华盛炼铁一分厂共有6座高炉，其中两座1080m3，配套3座顶燃式热风炉，燃料为高炉煤气，煤气、空气双预热，煤气、空气双不固定的烧炉方式、两烧一送的送风制度，烧炉时间110分钟、送风时间60分钟、换炉时间10分钟；现场控制系统采用施耐德PLC和INTOUCH HIM,现场操作全部采用人工手动控制模式，煤气母管压力波动范围11.3-16.2KPa，由于煤气压力的波动、煤气热值的变化、人工调整不及时等原因造成拱角温度和废气温度波动比较大，烧炉不均衡，送风温度波动大，煤气消耗偏高，操作人员的劳动强度大。

在此情况公司决定采用北京和隆优化科技股份有限公司的热风炉燃烧优化控制系统在2#1080高炉热风炉上进行改造，在没有对现场进行任何设备改造的情况下，采用OPC通讯的方式将现场的测量信号传入优化控制系统，并将优化系统的动作指令传回至原来的控制系统，实现闭环的燃烧优化控制，该项目于4月23号开始实施至5月2号调试完成转入了运行考核阶段，整个过程都是在正常生产中进行。

2.2 BCS优化运行效果

1）运行曲线对比

                                     改造前热风温度曲线

                                      改造后热风温度曲线

从热风温度的变化曲线可以看出，改造前由于每一炉的蓄热量不一致，造成热风温度的波动大，改造后每一炉烧的比较一致，热风温度波动比较，利于高炉操作。

2）运行数据比较

2.3经济效益分析

改造前后每天节约的煤气量（104016-100064）*24=9.48万 m3，按照3.8立方米发一度电，每度电0.6元计算，则每天产生的经济效益=9.48/3.8*0.6=1.4968万元，全年按照330天计算则一年产生的节能效益=1.4968*330=493.9万元。

技术提供单位介绍

北京和隆优化科技股份有限公司致力于符合中国国情的过程优化节能技术、物联网与信息化技术、过程优化仿真技术和大系统协调优化技术的研发和服务。公司主营业务是典型的两化融合的新兴产业，采用企业级大数据挖掘及优化技术为高耗能企业提供一系列优化节能解决方案，帮助企业基于现状挖掘剩余利润。公司目前已拥有自主研发的节能技术产品（服务）三十余项，是国内优化控制技术领域的领军企业。

和隆优化成立于2004年8月，2013年登陆新三板，成为优化控制领域第一家上市企业（股票代码430290）。公司通过ISO9001质量管理体系认证，是国家高新技术企业、双软企业、国家备案的节能服务公司，已获得国家发明专利、商标、软件著作权等知识产权近百项，获得省部级科技进步奖、国家重点新产品、科技创新成果、科技创新产品及专利奖、创新基金等荣誉二十余项 。经过十年来的稳健发展，和隆优化已成为国内优化控制领域的知名品牌。

北京和隆优化科技股份有限公司位于中关村国家自主示范园区，目前下设三个全资或控股专业子公司—北京和隆软件有限公司、山东和隆优化能源科技有限公司、江苏和隆优化能源科技有限公司。公司建有国内最先进的物联网实时服务系统（HeroRTS），全天候对用户提供优质和高效服务。

技术推广前景

    BCS技术目前主要应用于燃烧领域，未来将在食品、汽车、石油、光伏、教育、玻璃等行业进行技术开发和应用，实现行业及企业间的整体协调优化，使其从原材料采购、物流、生产、运行及管理各个环节优化协调起来，从而最大限度地降低能源消耗和排放污染。

燃烧优化技术在国外已经非常领先，而在国内刚刚起步，前期国内应用的都是国外优化技术，表现出适用性不强，性价比低。和隆的优化技术填补了国内短缺，是节能降耗的有力手段之一，就燃烧领域在中国的炉窑市场规模大约有100万台套，目前基本都处于手动或半自动化运行，和隆公司目前实施了大约300台套左右，BCS技术市场推广前景非常好，和隆全体同仁愿为碧水蓝天尽绵薄之力。