燃煤工业锅炉每年消耗煤炭占总消耗量的三分之一,是高耗能工业行业。我国的工业锅炉燃烧工况较为恶劣、难以建立精确模型、锅炉热效率低、自动化水平不高,能源消耗严重。近年来工业锅炉计算机技术的迅速发展及各种优化控制算法的应用,使锅炉自动优化控制得以实现,提高了锅炉燃烧效率。本文以青岛某热电厂锅炉改造项目为研究对象,针对锅炉运行过程中存在的“工况恶劣、模型复杂、控制简单、评测滞后”等问题,研究恶劣工况下锅炉实时闭环优化控制算法设计与在线能效评测系统建立。系统能够满足厂家提出的不停炉改造、保证汽包水位稳定、保证锅炉经济安全稳定燃烧、具有能效分析功能、提供报表与一键复位六项要求。首先,本文在另一台监控主机上利用力控组态软件设计监控界面,监控界面能够实时显示锅炉运行数据。同时设计了主从监控主机权限切换、心跳信号、参数超限报警、一键复位等功能来确保整个系统的安全稳定。其次,设计OPC接口,实现力控组态软件与DCS的数据连通。对力控组态软件自带的OPC客户端进行配置,与浙大中控JX-300XP DCS的OPC服务器连通。融合锅炉燃烧机理信息,对通过DCS获取的锅炉运行数据进行分析处理,确定模糊控制规则。然后,利用C#编写能效分析模块和优化闭环控制模块。能效分析模块采用正平衡法和反平衡法分析锅炉效率,并将结果传送给优化控制模块。优化控制模块通过拟人控制、模糊PID控制、自寻优控制等控制算法来应对锅炉燃烧过程的恶劣工况。最后,通过C#编写软件建立锅炉的在线优化与能效评测一体化系统,并能够实现锅炉自动优化控制、运行数据实时显示、锅炉报警设置、数据库查询、用户管理、能效分析等功能。系统不仅能够利用模糊PID控制解决锅炉滞后时间长、惯性大等问题,并能够通过结合能效分析结果优化锅炉燃烧。经实例分析验证,本文设计的结合能效分析的优化控制系统能够适应恶劣的燃烧工况,提高锅炉的燃烧效率。