專利名稱：層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自 動控制方法。
背景技術(shù)：
燃煤鍋爐設(shè)備廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)和生活之中， 一般的，發(fā)熱值在 30蒸噸/小時(21MW)稱之為工業(yè)鍋爐。燃煤工業(yè)鍋爐長期以來為我國工業(yè)和民 用事業(yè)提供蒸汽動力、熱水采暖等用熱能。據(jù)工業(yè)鍋爐行業(yè)協(xié)會的不完全統(tǒng)計， 我國的工業(yè)鍋爐保有量每年以2 3萬蒸噸在增加，我國原煤的生產(chǎn)很大的消耗 終端就是廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的燃煤工業(yè)鍋爐，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前燃煤工業(yè)鍋 爐的年消耗煤量約5億多噸，僅次于電站鍋爐。由于燃煤鍋爐技術(shù)水平普遍不高， 尤其是運行熱效率偏低，污染排放嚴重，直接影響著資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社 會的建設(shè)和社會發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)。
鍋爐出廠熱效率測試指標(biāo)與鍋爐實際運行效率是兩碼事,人們往往忽視了燃 煤鍋爐在實際運行中存在的一個嚴重的不合理現(xiàn)象，就是從新鍋爐投入運行開始 并隨著運行時間的增加，運行熱效率不斷的下降， 一般的下降10 20%， 一部 份只有原設(shè)計效率的50%甚至更低，從而大大的浪費了能源消耗增加了污染排 放。
現(xiàn)有技術(shù)中，穩(wěn)定鍋爐運行熱效率的方法一般采用對鍋爐的排煙損失(Q2) 及機械不完全燃燒損失(爐渣含碳量Q4)憑司爐工的經(jīng)驗；肉眼進行觀察，或 不定期的對煙塵和爐渣進行抽樣測量(利用化學(xué)方法)，然后根據(jù)觀察、測量結(jié) 果對鍋爐的運行參數(shù)進行調(diào)整，從而達到穩(wěn)定鍋爐運行熱效率的目的。實際證明， 這些方法不是在線實時測量，經(jīng)驗觀察難以精準(zhǔn)，因此從觀察、測量到調(diào)整存在 著著嚴重的滯后性和非精確性。從而無法及時準(zhǔn)確調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)，達到減 少排煙損失(Q2)和機械不完全燃燒損失(爐渣含碳量Q4)穩(wěn)定鍋爐運行熱效 率的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能 運行智能化自動控制方法，具體技術(shù)方案如下
一種層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制方法，步驟包括先在線實時 測量鍋爐燃燼段爐渣溫度，再根據(jù)所述爐渣溫度與殘?zhí)剂繉?yīng)的單調(diào)遞減函數(shù)關(guān) 系，即時調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)。
層燃式鍋爐燃燼段在正常燃燒時，爐渣溫度在70(TC 72(rC時，爐渣殘?zhí)剂?br> 的對應(yīng)的范圍是10 13%;
如果所述爐渣溫度小于72(TC時，對應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂康陀?3%，而且鍋爐出 力和爐膛在線監(jiān)測溫度度正常，則說明鍋爐運行狀態(tài)良好，無需調(diào)整鍋爐的運行 參數(shù)或適當(dāng)調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)(例如進煤量和風(fēng)煤比)，使鍋爐運行處于最經(jīng) 濟運行狀態(tài)；
如果所述爐渣溫度高于720°C，且出力正常、爐膛溫度大于正常值時，則對 應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂扛哂?3%，此時，鍋爐運行狀態(tài)不經(jīng)濟，需要調(diào)整鍋爐的運行 參數(shù)(例如進煤量和風(fēng)煤比)，直至爐渣溫度低于72CTC (在保證出力的情況下 可以更低)，鍋爐運行恢復(fù)正?；蜃罱?jīng)濟運行狀態(tài)；
如果所述爐渣溫度低于70(TC時，對應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂康陀?0%， 一般地不作 調(diào)整；如果出力和爐膛溫度可以維持持正常水平，則可以適當(dāng)調(diào)整鍋爐的運行參 數(shù)，使?fàn)t渣溫度繼續(xù)維持低溫運行，保持鍋爐的良好經(jīng)濟運行狀態(tài)。 所述爐渣殘?zhí)剂康膬?yōu)選范圍是《10 13%。 所述鍋爐出力即鍋爐的輸出功率。
所述步驟中，需調(diào)整的鍋爐的運行參數(shù)包括進煤量、風(fēng)煤比、引風(fēng)量(即 爐膛的壓力)和煤床分段風(fēng)壓、風(fēng)量。
1) 所述調(diào)整進煤量的方法是，調(diào)整進煤閘開口大小，改變煤層厚度；或， 調(diào)整爐排減速機的速度，改變爐排運轉(zhuǎn)速度；
2) 所述調(diào)整風(fēng)煤比的方法是，調(diào)整送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速；或，調(diào)整風(fēng)門開度大小；
3) 所述調(diào)整引風(fēng)量(即爐膛的壓力)的方法是，調(diào)整送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速；或， 調(diào)整風(fēng)門開度大?。?br> 4) 所述調(diào)整煤床分段風(fēng)壓、風(fēng)量分方法是，調(diào)整煤床等壓風(fēng)倉的風(fēng)門開度大小。
測量鍋爐燃燼段爐渣溫度時，測量的是爐渣層內(nèi)部溫度。 本方法的實現(xiàn)裝置可以是由PLC+工控機組成的控制系統(tǒng)、傳感器和調(diào)整所 述參數(shù)的執(zhí)行機構(gòu)組成。測量鍋爐燃燼段爐渣溫度的傳感器伸入爐渣層中，采集 爐渣層內(nèi)部溫度，再把該溫度信號傳送到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對溫度信號處理后， 給相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送執(zhí)行信號即可。由于實現(xiàn)裝置對于自動化控制領(lǐng)域的技術(shù) 人員來說非常熟悉，所以在此不對實現(xiàn)直至作進一步限制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出測量爐渣的物理參數(shù)來調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)， 使在線自動控制測量和調(diào)整鍋爐的運行可以實現(xiàn)，可以及時準(zhǔn)確調(diào)整鍋爐的運行 參數(shù)，穩(wěn)定鍋爐運行熱效率。


圖1是層燃式燃煤鍋爐工作原理示意圖
爐排驅(qū)動輪l、爐排2、煤倉3、煤閘門4、煤5、煤層6、燃燼段7、送風(fēng) 機8、引風(fēng)機9、等壓風(fēng)倉IO。
打開爐排上方煤倉的煤閘門，把煤放到爐排上。由于煤閘門開口的限制，爐 排上的煤成層狀，并且調(diào)整煤閘門開口大小可以改變煤層的厚度。爐排驅(qū)動輪驅(qū) 動爐排運動(類似傳動帶)，把煤帶入爐膛的燃燒段。在爐膛內(nèi)煤層直接在爐排 上燃燒，直至燃燼，最后被爐排帶出爐膛的燃燒段，排渣即可。
送風(fēng)機在爐排前下部，引風(fēng)機在爐排后下部，爐排在等壓風(fēng)倉內(nèi)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明在機械化層燃式燃煤鍋爐中的應(yīng)用 作進一步說明。
實施例中，自動化控制系統(tǒng)由PLC+工控機組成；燃燼段爐渣溫度的采集采 用埋入式溫度傳感器；調(diào)整所述鍋爐運行參數(shù)的執(zhí)行機構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中很常見， 可選的品種和方式也很多，在此不進一步限制；自動化控制系統(tǒng)先對溫度傳感器 采集到的燃燼段爐渣層內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)作處理和判斷，再根據(jù)結(jié)果對所述執(zhí)行機 構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機構(gòu)動作來調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)。機械化層燃式燃煤鍋爐燃燼段在正常燃燒時，爐渣溫度在70(TC 72(TC時， 爐渣殘?zhí)剂康膶?yīng)的范圍是10 13%;
如果所述爐渣溫度小于72(TC時，對應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂康陀?3%，而且鍋爐出 力和爐膛在線監(jiān)測溫度度正常，則說明鍋爐運行狀態(tài)良好，無需調(diào)整鍋爐的運行 參數(shù)或適當(dāng)調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)，使鍋爐運行處于最經(jīng)濟運行狀態(tài)；
如果所述爐渣溫度高于72(TC，且出力正常、爐膛溫度大于正常值時，則對 應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂扛哂?3%，此時，鍋爐運行狀態(tài)不經(jīng)濟，需要調(diào)整鍋爐的運行 參數(shù)，直至爐渣溫度低于72(TC，鍋爐運行恢復(fù)正?；蜃罱?jīng)濟運行狀態(tài)；
如果所述爐渣溫度低于70(TC時，對應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂康陀?0%,并且鍋爐出 力和爐膛溫度維持持正常水平，則無需調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)或適當(dāng)調(diào)整鍋爐的運 行參數(shù)，使?fàn)t渣溫度繼續(xù)維持低溫運行，保持鍋爐的良好經(jīng)濟運行狀態(tài)。 本例中，
對于所述爐渣溫度低于72(TC時，則說明爐渣殘?zhí)剂康陀?3%，鍋爐的運行 處于正常狀態(tài)，此時如果鍋爐的出力和在線監(jiān)測的爐膛溫度正常， 一般地不作調(diào) 整。
當(dāng)所述爐渣溫度高于72(TC時，則說明爐渣殘?zhí)剂扛哂?3%，則調(diào)整鍋爐的 運行參數(shù)，直至爐渣溫度低于72(TC。
具體調(diào)整方法可以是下面方法任意一種，或是任意幾種的結(jié)合
1) 減少進煤量
減少進煤閘開口大小，使煤層厚度變薄；
或，減慢爐排減速機的速度，使?fàn)t排驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速變慢，使煤層在處在燃燒段 的時間變長；
2) 減少風(fēng)煤比
減慢爐膛送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，或，把風(fēng)門開度變小；
3) 減少調(diào)整引風(fēng)量(即爐膛的壓力) 減慢爐膛送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速；或，把風(fēng)門開度變??；
4) 重新調(diào)整煤床分段風(fēng)壓、風(fēng)量的分布 調(diào)整煤床等壓風(fēng)倉的風(fēng)門開度大小。
本實施例給出在機械化層燃式燃煤鍋爐中的應(yīng)用，其它層燃式鍋爐的燃燒原理相同，國家標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)規(guī)范相同，在此就不一一舉例說明了。
由于不用象現(xiàn)有技術(shù)中那樣定期對燃燼段的爐渣取樣作化學(xué)分析后再對鍋 爐的運行參數(shù)作調(diào)整，而采用在線實時對燃燼段爐渣的溫度這個物理參數(shù)采樣的 方式，所以可以利用現(xiàn)有的工業(yè)自動化控制方法對鍋爐的運行過程進行控制，這 樣，在線實時測量，從測量到調(diào)整不存在滯后性，可以及時準(zhǔn)確調(diào)整鍋爐的運行 參數(shù)，達到穩(wěn)定鍋爐運行熱效率的目的。
權(quán)利要求
1、一種層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制方法，其特征是步驟包括先在線實時測量鍋爐燃燼段爐渣溫度，再根據(jù)所述爐渣溫度與殘?zhí)剂繉?yīng)的單調(diào)遞減函數(shù)關(guān)系，即時調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制方法，其特征是，層燃式燃煤鍋爐燃燼段在正常燃燒時，爐渣溫度在70(TC 72(TC時， 爐渣殘?zhí)剂康膶?yīng)的范圍是10 13%;如果所述爐渣溫度小于720'C時，對應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂康陀?3%，而且鍋爐出 力和爐膛在線監(jiān)測溫度度正常，則說明鍋爐運行狀態(tài)良好，無需調(diào)整鍋爐的運行 參數(shù)或適當(dāng)調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)，使鍋爐運行處于最經(jīng)濟運行狀態(tài)；如果所述爐渣溫度高于72(TC，且出力正常、爐膛溫度大于正常值時，則對 應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂扛哂?3%，此時，鍋爐運行狀態(tài)不經(jīng)濟，需要調(diào)整鍋爐的運行 參數(shù)，直至爐渣溫度低于72(TC，鍋爐運行恢復(fù)正常或最經(jīng)濟運行狀態(tài)；如果所述爐渣溫度低于70(TC時，對應(yīng)的爐渣殘?zhí)剂康陀?0%，并且鍋爐出 力和爐膛溫度維持持正常水平，則無需調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)或適當(dāng)調(diào)整鍋爐的運 行參數(shù)，使?fàn)t渣溫度繼續(xù)維持低溫運行，保持鍋爐的良好經(jīng)濟運行狀態(tài)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制方法，其 特征是所述爐渣殘?zhí)剂康膬?yōu)選范圍是10 13%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制 方法，其特征是所述步驟中，需調(diào)整的鍋爐的運行參數(shù)包括進煤量、風(fēng)煤比、 引風(fēng)量即爐膛的壓力和煤床分段風(fēng)壓、風(fēng)量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制方法，其 特征是1) 所述調(diào)整進煤量的方法是，調(diào)整進煤閘開口大小，改變煤層厚度；或，調(diào) 整爐排減速機的速度，改變爐排運轉(zhuǎn)速度；2) 所述調(diào)整風(fēng)煤比的方法是，調(diào)整送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速；或，調(diào)整風(fēng)門開度大??；3) 所述調(diào)整引風(fēng)量的方法是，調(diào)整送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速；或，調(diào)整風(fēng)門開度大??；4) 所述調(diào)整煤床分段風(fēng)壓、風(fēng)量分方法是，調(diào)整煤床等壓風(fēng)倉的風(fēng)門開度大小。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制 方法，其特征是測量鍋爐燃燼段爐渣溫度時，測量的是爐渣層內(nèi)部溫度。
全文摘要
一種層燃式燃煤鍋爐節(jié)能運行智能化自動控制方法，步驟包括先在線實時測量鍋爐燃燼段爐渣溫度，再根據(jù)所述爐渣溫度與殘?zhí)剂繉?yīng)的單調(diào)遞減函數(shù)關(guān)系，即時調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)。本發(fā)明提出測量爐渣的物理參數(shù)來調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)，使在線自動控制測量和調(diào)整鍋爐的運行可以實現(xiàn)，可以及時準(zhǔn)確調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)，穩(wěn)定鍋爐運行熱效率。
文檔編號F23N5/00GK101551116SQ20091003131
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者王曦寧, 譚仁璽 申請人:王曦寧