一種提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的燃燒控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在確保機(jī)組安全的情況下，將節(jié)能噴燃器的技術(shù)與計(jì)算機(jī)(DCS)控制技術(shù)結(jié)合起來，本著“簡單、實(shí)用、可靠”的原則，利用計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件開發(fā)出一種燃燒控制方法，來達(dá)到提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的節(jié)能目的，該項(xiàng)燃燒控制方法能夠被廣泛地應(yīng)用于火電廠燃煤機(jī)組的鍋爐運(yùn)行生產(chǎn)過程中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著火電廠燃煤機(jī)組的單機(jī)容量由300Mff、600Mff到1000麗機(jī)組的進(jìn)一步增大，電網(wǎng)規(guī)模也在進(jìn)一步的擴(kuò)大，而高耗能的125Mff、200Mff的小機(jī)組也逐漸地被300MW、600MW低耗能的大容量機(jī)組所取代，因此，在電網(wǎng)低谷期間需要參與調(diào)峰機(jī)組容量大小也由過去的125Mff、200Mff、300Mff機(jī)組，增加到600麗機(jī)組，甚至100Mff的機(jī)組在低谷時(shí)也需要降負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行，以保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
[0003]現(xiàn)代理論和實(shí)踐表明:要使鍋爐煤粉火焰穩(wěn)定地著火燃燒，重要的是在鍋爐噴燃器的出口火焰燃燒中心形成局部高煤粉濃度、適當(dāng)高的氧濃度和高溫的所謂“三高區(qū)”即最佳燃燒區(qū)域，也就是鍋爐爐膛燃燒的火焰中心區(qū)。因此，無論是鍋爐生產(chǎn)廠家還是噴燃器噴燃器的生產(chǎn)廠家，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)噴燃器的時(shí)候，都是針對“三高區(qū)”進(jìn)行研究開發(fā)的，并且生產(chǎn)出了各種類型的節(jié)能噴燃器。而真正能夠讓這些節(jié)能噴燃器發(fā)揮較好的節(jié)能效果的人，則是各個(gè)電廠的運(yùn)行操作人員。但由于各個(gè)電廠的運(yùn)行操作人員技術(shù)水平以及工作經(jīng)驗(yàn)等多個(gè)方面因素的影響，這些節(jié)能噴燃器的節(jié)能效果也不盡如人意。
[0004]為幫助運(yùn)行人員對噴燃器進(jìn)行監(jiān)視，在計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)中都設(shè)計(jì)有一次風(fēng)風(fēng)速監(jiān)視系統(tǒng)，由于該風(fēng)速監(jiān)視系統(tǒng)只有監(jiān)視功能，而沒有設(shè)計(jì)控制功能，運(yùn)行人員需要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況來對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。而且一次風(fēng)速信號是在磨煤機(jī)出口一次風(fēng)粉管通過測量差壓和溫度信號進(jìn)行計(jì)算出來的，由于受安裝位置和現(xiàn)場的環(huán)境影響較大，該信號可靠率較低，只適用于監(jiān)視使用。
[0005]鍋爐燃燒的中心區(qū)域主要是由一次風(fēng)送入的大量煤粉與二次風(fēng)提供的大量氧氣進(jìn)行充分混合后燃燒產(chǎn)生的高溫區(qū)域，即所謂的“三高區(qū)”，只有鍋爐燃燒中心區(qū)域的溫度越高，鍋爐水冷壁所吸收的熱量就越多，鍋爐的燃燒效率就越大。當(dāng)一次風(fēng)所攜帶的大量煤粉不能與二次風(fēng)進(jìn)行充分燃燒時(shí)，就不能在鍋爐火焰燃燒區(qū)域產(chǎn)生高溫區(qū)，鍋爐的燃燒效率就必然下降，所以，二次風(fēng)壓力信號作為鍋爐燃燒的助燃信號，與鍋爐燃燒效率有直接關(guān)系，而運(yùn)行人員在實(shí)際鍋爐燃燒控制的過程中，主要是監(jiān)視煙氣中的氧量信號通過改變送風(fēng)機(jī)的出力來實(shí)現(xiàn)對二次風(fēng)流量信號進(jìn)行控制，而往往忽略了對二次風(fēng)壓力的控制。
[0006]因此，找到一種提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的燃燒控制方法，是所有使用燃煤鍋爐的火電廠專業(yè)技術(shù)人員積極研究的課題。但大多數(shù)火電廠專業(yè)技術(shù)人員在進(jìn)行節(jié)能技術(shù)研究時(shí)，主要針對鍋爐運(yùn)行操作方面進(jìn)行研究，而忽略了計(jì)算機(jī)(DCS)控制技術(shù)在節(jié)能方面所能夠起到的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，克服【背景技術(shù)】的不足，在確保鍋爐安全運(yùn)行的前提下，利用計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)中的控制軟件，開發(fā)設(shè)計(jì)一套能夠自動(dòng)判斷鍋爐噴燃器的燃燒火焰是否在最佳區(qū)域燃燒的控制邏輯，該控制邏輯能夠?qū)⒐?jié)能燃燒器的節(jié)能技術(shù)與計(jì)算機(jī)(DCS)控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，當(dāng)鍋爐噴燃器的燃燒火焰即將離開最佳燃燒區(qū)域的情況下，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號以提醒運(yùn)行人員通過人工干預(yù)的方式，通過改變部分噴燃器的帶負(fù)荷能力或者改變噴燃器的數(shù)量對鍋爐燃燒方式進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到使鍋爐大多數(shù)的噴燃器火焰燃燒區(qū)域始終自動(dòng)控制在最佳燃燒區(qū)域內(nèi)燃燒運(yùn)行，使?fàn)t膛內(nèi)的煤粉充分燃燒，鍋爐的燃燒效率基本上保持在較小的范圍內(nèi)進(jìn)行波動(dòng)，使節(jié)能噴燃器的節(jié)能效果也得到顯著的提高，同時(shí)減少鍋爐投油助燃的次數(shù)，從而達(dá)到降低煤耗節(jié)能的目的。
[0008]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:利用計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，在計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)中開發(fā)出來的，一種提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的燃燒控制方法，該控制方法由計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)的輸入信號、輸出信號、邏輯控制電路、操作員站液晶顯示報(bào)警畫面等組成。其特征在于包括以下步驟:
一、在計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)一個(gè)提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的燃燒控制方法，該燃燒控制方法包含計(jì)算機(jī)(DCS)控制邏輯組態(tài)和操作員站的液晶顯示控制操作畫面；
二、通過對鍋爐在不同工況所對應(yīng)的負(fù)荷與空預(yù)器出口二次風(fēng)壓力的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析和邏輯處理，并用函數(shù)曲線進(jìn)行表示，找出鍋爐噴燃器燃燒火焰在最佳燃燒區(qū)域?qū)?yīng)的空預(yù)器出口二次風(fēng)壓力的運(yùn)行區(qū)域；
三、通過對磨煤機(jī)的相關(guān)信號和機(jī)組的負(fù)荷作為邏輯電路的綜合處理信號，經(jīng)過邏輯運(yùn)算計(jì)算出該磨煤機(jī)所對應(yīng)的噴燃器最佳燃燒區(qū)域的最大值和最小值；
四、任一臺(tái)磨煤機(jī)的一個(gè)燃燒器關(guān)斷擋板手動(dòng)關(guān)閉時(shí)，控制邏輯自動(dòng)將該磨的火檢跳磨保護(hù)由四取二轉(zhuǎn)為三取二，該臺(tái)磨煤機(jī)的兩個(gè)相對的燃燒器關(guān)斷擋板手動(dòng)關(guān)閉時(shí)，該磨的火檢跳磨保護(hù)自動(dòng)取消；
五、任一臺(tái)磨煤機(jī)的兩個(gè)相鄰的噴燃器關(guān)斷擋板異常關(guān)閉時(shí)，該磨自動(dòng)跳閘；
六、通過操作員站將處理結(jié)果及報(bào)警信號顯示在液晶畫面上。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的燃燒控制方法，在鍋爐噴燃器的燃燒火焰即將離開最佳燃燒區(qū)域時(shí)，及時(shí)地通過報(bào)警方式提醒運(yùn)行人員需要改變?nèi)紵刂品绞剑\(yùn)行人員通過對相關(guān)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以提高運(yùn)行噴燃器的煤粉濃度，使火焰的燃燒區(qū)穩(wěn)定性得到提高，煤粉燃燒充分，使節(jié)能噴燃器的節(jié)能效果得到顯著的提高，同時(shí)減少投油助燃的次數(shù)，從而達(dá)到降低煤耗節(jié)能的目的。
[0010]四.
【附圖說明】
以四角切圓燃燒鍋爐為例:
圖1為噴燃器噴出的煤粉燃燒火焰主要在最佳燃燒區(qū)域內(nèi)燃燒，這時(shí)煤粉火焰燃燒穩(wěn)定，不需投油助燃。
[0011]圖2為噴燃器噴出的煤粉燃燒火焰部分在最佳燃燒區(qū)域內(nèi)燃燒，這時(shí)煤粉火焰燃燒穩(wěn)定，基本上可以不需投油助燃。
[0012]圖3為噴燃器噴出的煤粉燃燒火焰已經(jīng)不在最佳燃燒區(qū)域內(nèi)燃燒，這時(shí)煤粉火焰燃燒不穩(wěn)定，經(jīng)常需要投油助燃，且噴燃器出口容易結(jié)焦。
[0013]五.【具體實(shí)施方式】:
由于在火電廠的計(jì)算機(jī)DCS控制系統(tǒng)中對鍋爐噴燃器的煤粉控制已經(jīng)設(shè)計(jì)了模擬量控制，是由主汽壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，該自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)具有自動(dòng)和手動(dòng)控制功能，因此，要實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)不用再增加設(shè)備，而只需在DCS控制邏輯中增加相應(yīng)的控制邏輯就能夠?qū)崿F(xiàn)，控制邏輯功能如下:
一、磨煤機(jī)出口燃燒器關(guān)斷擋板增加單操功能；
二、當(dāng)某一個(gè)噴燃器人工退出運(yùn)行時(shí)，磨煤機(jī)火檢跳磨保護(hù)自動(dòng)由四取二轉(zhuǎn)換為三取二，當(dāng)磨煤機(jī)的燃燒器關(guān)斷擋板有一對關(guān)閉時(shí)，磨煤機(jī)火檢跳磨保護(hù)自動(dòng)退出，同時(shí)該磨優(yōu)先停止運(yùn)行。
[0014]三、通過對鍋爐在最佳運(yùn)行工況下的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理，以得到噴燃器燃燒火焰在最佳燃燒區(qū)域時(shí)的對應(yīng)參數(shù)，即最佳燃燒區(qū)域的高限值和低限值；
四、在操作員站上增加一個(gè)控制畫面，將相關(guān)的參數(shù)及計(jì)算結(jié)果顯示出來，同時(shí)增加相關(guān)參數(shù)的報(bào)警，以利于運(yùn)行人員及時(shí)掌握機(jī)組運(yùn)行工況便于進(jìn)行調(diào)整；
五、在機(jī)組高、中、低三種所對應(yīng)的一次風(fēng)壓、一次風(fēng)流量和二次風(fēng)壓力(空預(yù)器出口二次風(fēng)壓力、二次風(fēng)箱壓力)等最佳工作區(qū)域負(fù)荷運(yùn)行工況下，該機(jī)組所對應(yīng)的最佳一次風(fēng)壓、一次風(fēng)流量和二次風(fēng)壓力等運(yùn)行工作區(qū)域；
六、以四角切圓鍋爐為例:在機(jī)組設(shè)備正常的情況下，指定部分磨煤機(jī)為調(diào)峰磨(有問題的磨優(yōu)先)，當(dāng)機(jī)組帶額定負(fù)荷的工況，減負(fù)荷時(shí)，運(yùn)行人員通過將調(diào)峰磨退出自動(dòng)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，減少該磨的出力，當(dāng)該磨的噴燃器的燃燒火焰接近最佳燃燒區(qū)域的低限值時(shí)，停止該磨的手動(dòng)減出力；再減負(fù)荷時(shí)，則通過停該磨的一個(gè)噴燃器運(yùn)行來控制負(fù)荷，如果繼續(xù)減負(fù)荷，則將該噴燃器所對應(yīng)角的噴燃器停止運(yùn)行；如果還要減負(fù)荷，則將該磨停止運(yùn)行；以此類推，依次停其它的調(diào)峰磨運(yùn)行，在整個(gè)減負(fù)荷的過程中，帶基本負(fù)荷的磨煤機(jī)出力在自動(dòng)控制下基本沒有什么變化；
七、反之，在機(jī)組升負(fù)荷的過程中，先讓基本負(fù)荷的磨煤機(jī)出力在最佳狀況下運(yùn)行，再啟調(diào)峰磨運(yùn)行，啟磨時(shí)先投一對對角噴燃器運(yùn)行，然后再根據(jù)負(fù)荷的情況先后投入其他兩個(gè)噴燃器運(yùn)行，當(dāng)投入第三個(gè)噴燃器運(yùn)行時(shí)，該磨的火檢三取二保護(hù)自動(dòng)投入，投入第四個(gè)噴燃器后，該磨的火檢四取二保護(hù)自動(dòng)投入運(yùn)行，當(dāng)該磨的燃燒到達(dá)最佳運(yùn)行狀況時(shí)，再啟動(dòng)其它的調(diào)峰磨運(yùn)行，直至機(jī)組帶最高基本負(fù)荷運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的燃燒控制方法，該控制方法由計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)的輸入信號、輸出信號、邏輯控制電路、操作員站液晶顯示報(bào)警畫面等組成。其特征在于包括以下步驟: 1)在計(jì)算機(jī)(DCS)控制系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)一個(gè)提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的燃燒控制方法，該燃燒控制方法包含計(jì)算機(jī)(DCS)控制邏輯組態(tài)和操作員站的液晶顯示控制操作畫面； 2)通過對鍋爐在不同工況所對應(yīng)的負(fù)荷與空預(yù)器出口二次風(fēng)壓力的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析和邏輯處理，并用函數(shù)曲線進(jìn)行表示，找出鍋爐噴燃器燃燒火焰在最佳燃燒區(qū)域?qū)?yīng)的空預(yù)器出口二次風(fēng)壓力的運(yùn)行區(qū)域； 3)通過對磨煤機(jī)的相關(guān)信號和機(jī)組的負(fù)荷作為邏輯電路的綜合處理信號，經(jīng)過邏輯運(yùn)算計(jì)算出該磨煤機(jī)所對應(yīng)的噴燃器最佳燃燒區(qū)域相關(guān)參數(shù)的最大值和最小值； 4)任一臺(tái)磨煤機(jī)的一個(gè)噴燃器關(guān)斷擋板手動(dòng)關(guān)閉時(shí)，控制邏輯自動(dòng)將該磨的火檢跳磨保護(hù)由四取二轉(zhuǎn)為三取二，該臺(tái)磨煤機(jī)的兩個(gè)相對的噴燃器關(guān)斷擋板先后手動(dòng)關(guān)閉時(shí)，該磨的火檢跳磨保護(hù)自動(dòng)取消； 5)任一臺(tái)磨煤機(jī)的兩個(gè)相鄰的噴燃器關(guān)斷擋板異常關(guān)閉時(shí)，該磨自動(dòng)跳閘； 6)通過操作員站將處理結(jié)果及報(bào)警噴燃器信號顯示在液晶畫面上。
【專利摘要】一種提高鍋爐燃燒效率降低煤耗的燃燒控制方法，是一種將節(jié)能燃燒器的節(jié)能技術(shù)與DCS控制系統(tǒng)的控制技術(shù)接合起來的新技術(shù)。該項(xiàng)燃燒技術(shù)能夠在噴燃器的火焰燃燒區(qū)域在最佳燃燒區(qū)域的高限值和低限值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，提醒運(yùn)行操作人員對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整控制，通過改變噴燃器的數(shù)量來提高正在運(yùn)行的噴燃器煤粉濃度，使噴燃器的燃燒火焰在最佳燃燒區(qū)域燃燒，使的噴燃器的火焰穩(wěn)定性得到提高，煤粉燃燒充分，使節(jié)能噴燃器的節(jié)能效果得到顯著的提高。同時(shí)，可以減少由于噴燃器火焰燃燒不穩(wěn)所需投油助燃的次數(shù)，從而達(dá)到降低煤耗節(jié)能的目的。該項(xiàng)燃燒控制方法能夠被廣泛地應(yīng)用于火力發(fā)電廠燃煤機(jī)組。
【IPC分類】F23N5/00
【公開號】CN105091027
【申請?zhí)枴緾N201410193561
【發(fā)明人】高利斌
【申請人】高利斌
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月8日