关键词:延伸预测；采暖锅炉自动化；改造中的应用
1 延伸性预测的定义
1.1 简单移动平均法
Ft+1=1/nΣxi属于平滑技术，变化趋势较原始数据变化幅度小适用于短期预测，以月或周为单位的近期预测；对原始数据预处理n值越小，表明对近期观测值预测的作用越重视，预测值对数据变化的反应速度也越快，但预测的修匀程度较低，估计值的精度也可能降低。反之n值越大，预测值的修匀程度越高，但对数据变化的反映程度较慢。
1.2 指数平滑法
指数加权平均法，实际是加权的移动平均法，它是选取各时期权重数值为递减指数的均值方法。通过某种平均方式，消除历史统计序列中的随机波动，找出其中主要的发展趋势。一次指数平滑Ft=αxi+（1-α）Ft-1——适用于市场观测呈水平波动，无明显升降趋势的预测这种方法与简单移动平均法相似，两者之间的区别在于：简单指数平滑法对先前预测结果的误差进行了修正。
2 采暖锅炉控制系统的一般结构与工作原理
2.1 锅炉微机控制系统
一般由以下部分组成,即由一次仪表.现场机，上位机，手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压，电流等送人微机。控制系统包括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变颜器、滑差电机及阀等,自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警.控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉发生重大事故。
2.2 微机控制系统
由工控机、显示器、打印机、手櫟器、报警装置等組成，能完成对给水给煤.鼓风，引风等进行自动控制，使锅炉的汽包水位蒸汽压力保持在规定的数值上,以保证锅炉的安全运行,平稳操作，达到降低煤耗,提高供送汽质量的目的，同时对运行参数如压力、温度等有流程动态模拟图间面并配有数字说明,还可对汽包水位、压力炉温等进行越限报瞥,发出声光信号,还可定时打印出十几种运行多数的数据。以形成生产日志和班、日产耗统计报表，有定时打印、随机打印、自定义时间段打印等几种方式。
3 采暖锅炉自动化控制的优势
3.1 直观而集中地显示锅炉各运行参数。能快速计算出锅炉在正常运行和启停过程中有用的数据,能在显示.器上同时显示锅炉运行的压力炉膛负压烟气含量、测点温度室内外温度燃煤量等多种运行参量的瞬时值、累计值及给定值,并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。
3.2 可以按需要随时打印或定时打印对运行状况进行准确地记录,便于事故追查和分析,防止事故的瞞报漏报。
3.3 减少了显示仅表，从而减少了投资和故障率。
3.4 提高锅炉的热效率。从已运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5%~10%,据统计，一个采暖期锅炉的平均负荷70%,按1个采暖期耗煤1x10ft,能节煤500~1000t,按400元/t计算,一个采暖期节约20~40万元。
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3.5 锅炉系统中包含鼓风机引风机补水泵循环水泵等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可平均节电达到30%~40%。
3.6 作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全稳定经济运行,减轻操作人员的劳动强度。
4 采暖锅炉自动化改造
4.1 循环泵改造
原循环泵运行方式是减压起动工频运行,其流量大小依靠调节阀门开度的方法来实现。这种控制方式的缺点是电能浪费大,水泵起动时对管网的冲击大,噪声大。对其进行变频改造,方案是:采用温差变送器变频器控制器循环泵组成的温度闭环回路自动控制循环泵的转速,使锅炉出水温度和回水温度的差值保持一定值,这样既可以满足换热效果,又节约了大量电能,使循环泵控制具有一定的合理性。
4.2 鼓风机改造
原鼓风机运行方式是减压起动、工频运行,其风量大小也是靠调节风门开度的方法来调节风量。这种控制方式的缺点是电能浪费大,燃料浪费大,调节实时性差,噪声大,工人的劳动强度大。对其进行变频改造的方案是:采用温度变送器变频器控制器鼓风机组成的温度闭环回路自动控制鼓风机的转速,使锅炉出水口温度保持一稳定值,这样既提高了控制精度,又节约了能源(电能和燃料),使鼓风机控制具有一定的经济合理性。
5 延伸预测在采暖锅炉自动化改造中的应用
锅炉控制系统的实质是一个温度控制系统，而温度控制系统最大的特点就是其滞后性。由于这种滞后性的存在，采用传统控制或单纯的智能控制都很难达到优良的控制效果。因此在对锅炉温度进行智能控制前，利用延伸预测法对环境温度进行延伸预测，以消除滞后性对于系统控制的影响。延伸预测是工业控制、社会经济等领城均适用的利用当前和以前数据进行预测数据未来走势的一种方法。常用的延伸预测法包括简单移动平均法、指数平滑法、季节指数水平法等。本系统中:根据其预测变量一环境温度的特点，考虑系统算法的实际需求，采用简单移动平均法对环境温度进行预测。
简单移动平均法是以过去某一时间段之内的预测数据加权平均值作为将来莱时刻变量的预测值的方法。该方法只适用于短期预测，即以小时、日等为单位进行预测，消除数据中的异常因素或除去数据中的周期变动成分。由于简单移动平均法适用于短期预测，因此，对于存在滞后性的供暖系统来说,延仲预测既可以预测运行时刻之后某一时刻的温度参数，又可以在一定程度上消除湿度变化的滞后性，提高系统运行的性能。简单移动平均法计算的表达式为:
Tr=fXTl+fiXT-t+fiXT-2+-+f6.xT1-.
其中:T.i是1+1时刻的温度预测值:f是前i个采祥周期的温度值对下一时刻温度的影响度(权重)，n是预测时间段的长:度，其取值的大小反映预测值对数据变化的反应速度。本系统中预测数据采样间隔为30min,预测时间段长度n为2.即利用当前温度值、前半小时的温度值、前一小时的温度值预测此后半小时后的温度值。各阶段温度历史数据的权重系数分别为:f6=1/21f=1/3.后=1/6。根据系统试运行阶段抽取的一天内温度测量值跟由上述延伸预测得到的对应时刻的溫度值的比较结果可以看出，预测值基本能够跟隨实际温度的变化规律，因此在系统中采用上述参数进行延伸预测。
6 结语
在锅炉厂的自动化改造过程中，首先要分析锅炉厂实际生产中存在的问题，然后针对锅炉及其辅助设备中的重点部位和环节采取改造和控制措施，除了要做到本文所述的内容外，还要加强对自动化系统管理及技术人员的专业技能的培养，对老化严重和频临淘汰的设备进行更换和重点改造，对锅炉的运行管理模式进行优化，通过规范的锅炉操作、检修等工作，确保锅炉以科学的、最佳的方式运行，延长锅炉使用寿命，提高锅炉的运行效率，达到自动化的目的。
参考文献：
[1]赵丹伟.节能降耗技术在电厂锅炉运行中的应用[J].花炮科技与市场，2019（01）：188.
论文作者:王书水 罗明源
论文发表刊物:《城镇建设》2019年21期
论文发表时间:2019/12/16
标签：锅炉论文; 温度论文; 平均论文; 数据论文; 鼓风机论文; 汽包论文; 控制系统论文; 《城镇建设》2019年21期论文;