專利名稱：一種基于co的電站鍋爐運行系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型關于火力發(fā)電廠，特別是關于火力發(fā)電廠中的鍋爐系統(tǒng)，具體的講是一種基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)。
背景技術：
當前我國電站鍋爐的運行面臨兩大壓力:在煤質多變的前提下，進行節(jié)能降耗；電站鍋爐的技術改造中，對鍋爐進行減排。在此基礎上，對電站鍋爐的運行過程進行適當?shù)娜紵齼?yōu)化調整是非常有必要的。鍋爐運行的燃燒優(yōu)化調整，即根據燃燒過程優(yōu)劣的指標，對影響燃燒工況的主要參數(shù)進行優(yōu)化試驗，使燃燒過程達到安全可靠、經濟高效、低污染的要求。影響燃燒工況的主要因素有入爐煤質特性、總風量、配風方式和制粉系統(tǒng)特性等，其中對風量的優(yōu)化控制最為復雜。因為對風量的控制直接影響鍋爐運行氧量的變化，而運行氧量的變化不僅直接影響排煙熱損失及鍋爐熱效率的變化，它還會引起其他運行參數(shù)的改變，如灰渣未燃盡碳含量、排煙溫度、送風機總電耗、引風機總電耗等，同時氧量的變化也會影響鍋爐運行的安全性，如結渣和高溫腐蝕等。因此，爐內燃燒過程的優(yōu)化控制實質是對鍋爐熱效率及相關運行參數(shù)綜合進行考慮并加以協(xié)調，而要達到良好的燃燒控制，就需要控制風量。當前我國電站鍋爐運行中對風量的控制，主要是利用鍋爐負荷與風量、送風機開度或二次風擋板開度的線性關系設計的。在控制系統(tǒng)中，鍋爐負荷指令直接送給風量控制系統(tǒng)，當負荷指令改變時，通過前饋回路的作用，可以很快得到新工況下的風量指令和送風機開度。但鍋爐只是 近似的線性系統(tǒng)，僅依靠前饋回路獲得的風量并不能保證氧量指標負荷要求，要獲得準確的風量，現(xiàn)有技術中一般是將煙氣中的含氧量特別是空預器入口氧量作為氧量校正參數(shù)。通過在空氣預熱器入口安裝氧化鋯氧量儀等監(jiān)測儀器實時監(jiān)測尾部煙道煙氣的氧量，并以此作為鍋爐運行中風量控制的修正，使風量與燃料量以及鍋爐運行的負荷相適應，進一步保證最佳風/煤比，使煤粉在爐膛中完全燃燒，保證燃燒的經濟與安全。上述采用基于煙氣中氧量的燃燒優(yōu)化控制主要有以下缺陷，(I)氧量不能直接反映爐內空氣和煤粉混合情況的好壞，僅能提供過量空氣系數(shù)，即使氧量充足，若混合不好引起爐內局部缺氧呈現(xiàn)還原性氣氛區(qū)域，也會造成不完全燃燒損失增大；(2)煙道內的漏風會對測得的氧量有很大的影響，而一般鍋爐的爐膛、煙道總是在負壓下運行，空氣從爐外漏入爐內是很難避免的；(3)大型鍋爐機組中煙道截面很大，煙氣很難得到均勻的混合，結果造成嚴重的氣體成分分層現(xiàn)象，目前的電廠鍋爐機組在空氣預熱器入口的氧量測點只有I 2個，檢測的氧量值沒有很好的代表性，具有一定的誤差。

實用新型內容本實用新型實施例提供了一種基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，采用以CO控制為主，氧量控制為輔的理念，通過采集CO濃度并結合電廠分散控制系統(tǒng)中鍋爐運行參數(shù)確定鍋爐運行的耗差，進一步實現(xiàn)鍋爐風量的優(yōu)化及控制，提高鍋爐運行的經濟性和安全性，符合當前的節(jié)能減排策略，對電站鍋爐的安全經濟運行具有重大意義。本實用新型的目的是，提供一種基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，包括鍋爐系統(tǒng)、分散控制DCS系統(tǒng)以及電站鍋爐調整系統(tǒng)，其中，所述的鍋爐系統(tǒng)包括:爐膛；分別與所述的爐膛相連接的省煤器和磨煤機；與所述的省煤器相連接的空氣預熱器；分別與所述的空氣預熱器相連接的除塵器、一次風機和送風機；與所述的除塵器相連接的引風機；與所述的空氣預熱器相連接的CO檢測裝置；所述的分散控制DCS系統(tǒng)，與所述的鍋爐系統(tǒng)相連接；所述的電站鍋爐調整系統(tǒng)，與所述的分散控制DCS系統(tǒng)相連接。優(yōu)選的，所述的CO檢測裝置具體包括抽氣泵；分別與所述的抽氣泵相連接的采樣管和粉塵過濾器；與所述的粉塵過濾器相連接的取樣探頭。優(yōu)選的，所述的CO檢測裝置還包括與所述的取樣探頭相連接的防護罩。優(yōu)選的，所述的CO檢測裝置還包括與所述的取樣探頭相連接的溫控器。優(yōu)選的，所述的CO檢測裝置還包括與所述的取樣探頭相連接的吹掃探頭。優(yōu)選的，所述的CO檢測裝置還包括與所述的取樣探頭相連接的差壓監(jiān)測器。優(yōu)選的，所述的CO檢測裝置還包括與所述的吹掃探頭相連接的電磁閥。優(yōu)選的，所述的鍋爐系統(tǒng)還包括與所述的爐膛相連接的除渣裝置。本實用新型的有益效果在于，采用以CO控制為主，氧量控制為輔的理念，通過采集CO濃度并結合電廠分散控制系統(tǒng)中鍋爐運行參數(shù)確定鍋爐運行的耗差，進一步實現(xiàn)鍋爐風量的優(yōu)化及控制，可以避免CO排放濃度過高、總風量偏小造成的鍋爐熱效率降低、結渣和高溫腐蝕；也可以避·免CO排放濃度過低、總風量偏大造成的鍋爐熱效率降低和輔機電耗增大，采用本實用新型的技術方案可以取得較優(yōu)的風量控制，從而提高鍋爐熱效率并有效降低NOX排放濃度，達到節(jié)能減排的效果，具有很好的經濟性，提高鍋爐運行的經濟性和安全性，符合當前的節(jié)能減排策略，對電站鍋爐的安全經濟運行具有重大意義。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的一種基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例中的CO檢測裝置的實施方式一的結構框圖；圖3為本實用新型實施例中的CO檢測裝置的實施方式二的結構框圖；圖4為本實用新型實施例網提供的一種基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)的實施方式二的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。圖1為本實用新型實施例網提供的一種基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)的結構示意圖，由圖1可知，所述的系統(tǒng)包括:鍋爐系統(tǒng)100、分散控制DCS系統(tǒng)200、電站鍋爐調整系統(tǒng)300,其中，所述的鍋爐系統(tǒng)100包括:爐膛101 ;分別與所述的爐膛101相連接的省煤器102和磨煤機108 ;與所述的省煤器102相連接的空氣預熱器103 ;分別與所述的空氣預熱器103相連接的除塵器104、一次風機105和送風機106 ;與所述的除塵器104相連接的引風機107 ;與所述的空氣預熱器103相連接的CO檢測裝置109 ；所述的分散控制DCS系統(tǒng)200，與所述的鍋爐系統(tǒng)100相連接，實時采集所述的鍋爐系統(tǒng)中的排煙溫度、CO濃度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗。在具體的實施方式中，考慮到爐膛內的高溫和高粉塵特性，因此選取在鍋爐空氣預熱器入口作為CO的采集點，這與當前大多數(shù)電站鍋爐運行中重點監(jiān)控的O2測點位置基本一致。該處煙氣溫度一般為360°C左右，煙塵濃度在20 50g/m3左右。DCS系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產自動化的不斷興起和過程控制要求的日益復雜應運而生的綜合控制系統(tǒng)，它是計算機技術、系統(tǒng)控制技術、網絡通訊技術和多媒體技術相結合的產物，可提供窗口友好的人機界面和強大的通訊功能，是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設備。所述的電站鍋爐調整系統(tǒng)300，與所述的分散控制DCS系統(tǒng)200相連接，根據所述的排煙溫度、CO濃度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗輸出鍋爐系統(tǒng)中送風機的優(yōu)化功率、磨煤機的優(yōu)化功率以及一次風機的優(yōu)化功率。在具體的實施方式中，電站鍋爐調整系統(tǒng)的工作流程如下所示:( I)分別確 定所述的排煙溫度、CO濃度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗對應的耗差。利用分散控制系統(tǒng)中鍋爐運行參數(shù)，如排煙溫度、排煙含氧量、飛灰含碳量、CO濃度等，根據GB/T10184-1988《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》實時計算鍋爐熱效率，并對影響鍋爐運行經濟性參數(shù)進行耗差分析，將各參數(shù)的變化折算到供電煤耗的變化，確定影響鍋爐經濟性的關鍵參數(shù)，對鍋爐的經濟性進行在線評價。其中，鍋爐熱效率的計算方法有很多學者進行了研究，如李智等人在2005年第03期的《節(jié)能》第28-29頁發(fā)表的“電站鍋爐效率在線計算方法”，但該文獻中不考慮不完全燃燒損失即CO排放損失對鍋爐熱效率的影響，本實用新型會計算不完全燃燒損失即CO排放損失對鍋爐熱效率的影響，計算方法可見GB/T10184-1988《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》。對于影響鍋爐運行的相關參數(shù)進行耗差分析，很早就有文獻進行了研究介紹，如陳鴻偉等人在2002年第4期的《熱力發(fā)電》第29-33頁發(fā)表的“火電機組可控參數(shù)變化與煤耗的關系”，但該文獻中的相關參數(shù)都沒有考慮CO濃度，而且CO濃度的變化也會對排煙含氧量的耗差分析產生影響。本實用新型給出利用熱偏差法根據GB/T10184-1988《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》推導CO濃以及氧量這兩個參數(shù)的變化對供電煤耗影響的計算公式。CO濃度對應的耗差通過如下公式進行:
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權利要求1.一種基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，其特征是，所述的電站鍋爐運行系統(tǒng)包括鍋爐系統(tǒng)、分散控制DCS系統(tǒng)以及電站鍋爐調整系統(tǒng)，其中，所述的鍋爐系統(tǒng)包括:爐膛；分別與所述的爐膛相連接的省煤器和磨煤機；與所述的省煤器相連接的空氣預熱器；分別與所述的空氣預熱器相連接的除塵器、一次風機和送風機；與所述的除塵器相連接的引風機；與所述的空氣預熱器相連接的CO檢測裝置；所述的分散控制DCS系統(tǒng)，與所述的鍋爐系統(tǒng)相連接；所述的電站鍋爐調整系統(tǒng)，與所述的分散控制DCS系統(tǒng)相連接。
2.根據權利要求1所述的基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，其特征是，所述的CO檢測裝置具體包括抽氣泵；分別與所述的抽氣泵相連接的采樣管和粉塵過濾器；與所述的粉塵過濾器相連接的取樣探頭。
3.根據權利要求2所述的基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，其特征是，所述的CO檢測裝置還包括與所述的取樣探頭相連接的防護罩。
4.根據權利要求2所述的基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，其特征是，所述的CO檢測裝置還包括與所述的取樣探頭相連接的溫控器。
5.根據權利要求2所述的基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，其特征是，所述的CO檢測裝置還包括與所述的取樣探頭相連接的吹掃探頭。
6.根據權利要求2所述的基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，其特征是，所述的CO檢測裝置還包括與所述的取樣探頭相連接的差壓監(jiān)測器。
7.根據權利要求2所述的基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，其特征是，所述的CO檢測裝置還包括與所述的吹掃探頭相連接的電磁閥。
8.根據權利要 求1所述的基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，其特征是，所述的鍋爐系統(tǒng)還包括與所述的爐膛相連接的除渣裝置。
專利摘要本實用新型實施例提供了一種基于CO的電站鍋爐運行系統(tǒng)，包括鍋爐系統(tǒng)、分散控制DCS系統(tǒng)以及電站鍋爐調整系統(tǒng)，其中，所述的鍋爐系統(tǒng)包括爐膛；分別與所述的爐膛相連接的省煤器和磨煤機；與所述的省煤器相連接的空氣預熱器；分別與所述的空氣預熱器相連接的除塵器、一次風機和送風機；與所述的除塵器相連接的引風機；與所述的空氣預熱器相連接的CO檢測裝置；所述的分散控制DCS系統(tǒng)，與所述的鍋爐系統(tǒng)相連接，實時采集所述的鍋爐系統(tǒng)中的排煙溫度、CO濃度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗。本實用新型能有效提高鍋爐運行的經濟性和安全性，符合當前的節(jié)能減排策略，對電站鍋爐的安全經濟運行具有重大意義。
文檔編號F23N3/00GK203147727SQ201320110739
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權日2013年3月12日
發(fā)明者曹紅加, 張清峰, 孫亦鵬 申請人:華北電力科學研究院有限責任公司, 國家電網公司