CN105114948B

CN105114948B - 循环流化床锅炉负荷的调整方法

Info

Publication number: CN105114948B
Application number: CN201510618425.3A
Authority: CN
Inventors: 霍沛强; 樊晓茹; 吴阿峰; 李伟科
Original assignee: China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co Ltd
Current assignee: China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co Ltd
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2018-05-01
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: CN105114948A

Abstract

本发明涉及一种循环流化床锅炉负荷的调整方法，包括步骤：(1)按设定的掺烧比例输送原煤及煤泥，锅炉按预设负荷百分数a1运行，检测锅炉负荷百分数a变化，并将负荷百分数a变化换算成负荷变化量b；(2)当负荷百分数a在1‑r/X≤a≤100％，则执行步骤(3)，当负荷百分数a在1‑r×(Y+1)/X≤a≤1‑r×Y/X之间，则执行步骤(4)；(3)继续保持煤泥输送量，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到预设负荷百分数a1；(4)减少的煤泥输送量为Y/X，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到预设负荷百分数a1。该循环流化床锅炉负荷的调整方法采用煤泥有级调节的方法，提高煤泥掺烧比例，快速响应负荷调节指令。

Description

循环流化床锅炉负荷的调整方法

技术领域

本发明涉及煤泥掺烧技术领域，特别是涉及一种循环流化床锅炉负荷的调整方法。

背景技术

传统的循环流化床锅炉可以掺烧一部分煤泥，与常规煤炭燃料混烧方式之一是原煤和煤泥分别送入锅炉，原煤依然采用传统的输送工艺输送，煤泥则用专用泵以液态输送入炉。锅炉为了控制蒸汽温度，一般采用“燃料/给水比例”(俗称煤水比)的控制策略，即燃料和输入锅炉的给水维持在一个整定好的比例上，按照能量平衡的原则，保证不同负荷下蒸发量改变时，蒸汽出口温度恒定不变。

煤泥输送一般采用容积泵，即输送的总容积与泵的转速或者循环次数基本成线性比例关系，煤泥是近似不可压缩流体，容积流量可以视为与质量流量等价，因此可以采用输送泵变速调节方式调节煤泥输送量。通过建立煤泥输送泵转速与输送容积的关系，就可以根据负荷调节比例需求同步调节煤泥输入锅炉的数量，达到与原煤同步比例调节的效果。

当原煤热值与煤泥热值稳定时，可以采用这种技术调节入炉热量。但是原煤和煤泥热值发生变化时，输入炉内的热量就会偏离原设定值，并且难以测量偏离幅度；另外煤泥管道较长，煤泥输送泵转速已经信号时，会延时3～5秒才会使入炉煤泥流量信号，这种延时效果会导致调节品质变差；同时因煤泥不方便计量，热值也无法直接测量，不同的煤泥成分构成以及水分含量不同对煤泥热值影响也较大，因此煤泥难以直接参与锅炉负荷调节，不利于提高煤泥掺烧比例，难以提高锅炉燃烧效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种循环流化床锅炉负荷的调整方法，利用煤泥有级调节方法进行锅炉负荷的调节，提高煤泥掺烧比例，改善锅炉掺烧煤泥的燃烧效率。

其技术方案如下：

一种循环流化床锅炉负荷的调整方法，包括步骤：

(1)按设定的掺烧比例输送原煤及煤泥，锅炉按预设负荷百分数a运行，检测锅炉负荷百分数变化，并将负荷百分数变化换算成负荷变化量b；

(2)当负荷百分数a在1-r/X≤a≤100％，则执行步骤(3)，当负荷百分数a在1-r×(Y+1)/X≤a≤1-r×Y/X之间，则执行步骤(4)；

(3)继续保持煤泥输送量，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a；

(4)减少的煤泥输送量为原煤泥输送量的Y/X，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a；

其中负荷变化量b等于实际检测到的负荷百分数a1减去预设的负荷百分数a，X为煤泥输送泵的总数量，Y为小于或等于X的正整数，r为煤泥最大掺烧比例，修正因子为原煤输送量需调整的百分比，修正因子依据转换函数计算得到，转换函数＝-b/(1–r×Y/X)。

在其中一个实施例中，在步骤(3)、(4)中，锅炉的负荷变化量|b|越大，修正因子越大。

在其中一个实施例中，在步骤(3)、(4)中还包括，当负荷变化量b在-r/X≤b≤r/X之间时，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a。

在其中一个实施例中，在步骤(4)中，每一台煤泥输送泵的输送量均通过调试阶段进行精确测定，且保持相同的煤泥输送量运行，运行过程中单台煤泥输送泵的输送量不进行调节。

在其中一个实施例中，在步骤(4)中，停止Y台煤泥输送泵来减少煤泥输送量。

在其中一个实施例中，在步骤(4)中，减少的煤泥输送量通过变速煤泥输送泵调整为原煤泥输送量的Y/X，达到设定的负荷百分数a。

上述本发明的有益效果：

所述循环流化床锅炉负荷的调整方法使用时，根据检测换算得出的所述锅炉的负荷变化，负荷百分数a在1-r/X≤a≤100％之间时，继续保持煤泥输送量，根据设置的修正因子进行调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a。负荷百分数a在1-r×(Y+1)/X≤a≤1-r×Y/X之间时，减少的煤泥输送量为原煤泥输送量的Y/X，根据设置的修正因子进行调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a。所述循环流化床锅炉负荷的调整方法采用煤泥有级调节的方法：燃煤和煤泥同时入炉混烧，煤泥输送泵不跟随锅炉负荷实时变化而调整，只有负荷变化超过r/X以后，才减少1台或Y台煤泥输送泵；锅炉负荷变化时，主要依靠给煤机调节燃料量实现热量与给水的平衡。所述循环流化床锅炉负荷的调整方法能提高煤泥掺烧比例，提高煤泥利用率，还能满足大比例掺烧煤泥的情况下，锅炉能快速响应负荷调节指令，避免因煤泥管道过长而导致调节延迟；同时减少燃料热值变化对燃料/给水比例的控制策略的干扰。

附图说明

图1为本发明所述的循环流化床锅炉负荷的调整方法流程图；

图2为本发明所述的循环流化床锅炉掺烧煤泥原理示意图。

附图标记说明：

100、锅炉，102、原煤入口，104、煤泥入口，200、原煤输送装置，300、煤泥输送装置，310、煤泥输送泵，400、检测装置，402、蒸汽压力信号，404、给水压力信号，500、控制装置，510、比例调整装置，520、计算装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

从图1所示，本发明所述一种循环流化床锅炉负荷的调整方法，包括步骤：

S100按设定的掺烧比例输送原煤及煤泥，锅炉按预设负荷百分数a运行，检测锅炉负荷百分数变化，并将负荷百分数变化换算成负荷变化量b；

S200当负荷百分数a在1-r/X≤a≤100％之间，则执行S300，当负荷百分数a在1-r×(Y+1)/X≤a≤1-r×Y/X之间，则执行S400；

S300继续保持煤泥输送量，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a；

S400减少的煤泥输送量为Y/X，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a；

其中，X为煤泥输送泵的总数量，Y为小于或等于X的正整数，r为煤泥最大掺烧比例，修正因子为原煤输送量需调整的百分比。

锅炉输入的煤泥最大掺烧比例为r，相应原煤的比例为(1–r)。在实际运行中锅炉负荷会存在一定波动，负荷变化量b等于实际检测到的负荷百分数a₁减去预设的负荷百分数a。例如，预设的负荷百分数a为90％，实际检测到的负荷百分数a₁为85％，则负荷变化量b＝负荷百分数a₁-负荷百分数a＝85％-90％＝-5％。

X为煤泥输送泵的总数量，是整数，X的范围为2-7，优选为3台、5台。

在步骤S300、S400中，锅炉的负荷变化量b的越大，修正因子越大。提高锅炉负荷实时调节的准确性，充分利用煤泥，保证煤泥掺烧比例。

在步骤S300、S400中，修正因子依据转换函数计算得到，转换函数＝-b/(1–r×Y/X)。例如，煤泥设计掺烧比例30％，X＝3时，锅炉负荷从实际检测到负荷百分数90％降低至预设的负荷百分数85％时，即负荷变化量b＝90％-85％＝5％，如果按现有技术原煤和煤泥均按相同比例降低5％；采用本发明方案，在运行的煤泥输送泵数量不变时，只调节原煤输入量，需要设置修正因子，燃煤量变化为：-5％/(1-30％×3/3)＝-7.14％，即原煤要减少7.14％的输送量。负荷变化量b为正数，原煤要相应的减少；负荷变化量b为负数，原煤要相应的增加；负荷变化量b为0，原煤不需要减少。

在步骤S300、S400中，负荷变化量b在-r/X≤b≤r/X之间时，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a。在步骤S300、S400中，负荷变化量b大于r/X或小于-r/X时，根据设置的修正因子继续调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a；在负荷百分数a处于1-r/X≤a≤100％之间时，优选此方案，保证煤泥的掺烧比例，提高煤泥的利用程度。或在步骤S400中，负荷变化量b大于r/X或小于-r/X时，先调整的煤泥输送量为原煤输送量的Y/X，当锅炉负荷变化量变为b–|±r×Y/X|，即该锅炉负荷变化量变化了|±r×Y/X|时，再根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a；在负荷百分数a处于1-r×(Y+1)/X≤a≤1-r×Y/X之间时，优选此方案，防止因煤泥过多而导致锅炉温度下降过快，甚至导致停炉，保证锅炉正常运行。例如，煤泥设计掺烧比例30％，X＝3时，锅炉负荷从90％降低至75％时，预设锅炉负荷百分数a＝90％，由于1-30％/3≤90％≤100％，因此负荷变化量b＝75％-90％＝-15％<30％/3＝-10％，根据设置的修正因子继续调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数90％。煤泥设计掺烧比例30％，X＝3时，锅炉负荷从85％降低至70％时，预设锅炉负荷百分数a＝85％，由于1-30％×2/X≤85％≤1-30％×1/X(Y＝1)，因此先减少的煤泥输送量为原煤输送量的1/3，当锅炉负荷变化量变为15％–|±30％×1/3|＝5％，即该锅炉负荷变化量变化了10％时，再根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数85％。负荷变化量b为正，则减少原煤输送量；负荷变化量b为负，则增加原煤输送量。

在步骤(1)中，当预设负荷百分数a从1-r/X≤a≤100％调整为1-r×(Y+1)/X≤a≤1-r×Y/X，减少的煤泥输送量为Y/X，负荷变化量b在-r/X≤b≤r/X之间时，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a。例如，X＝3，r＝30％，a＝95％，此时(1-30％×1/3)<95％≤100％；当a调整为75％时，a属于1-30％×(2+1)/3≤a<1-30％×2/3，即Y＝2，先减少的煤泥输送量为2/3，负荷变化量b在-30％/3≤b≤30％/3之间时，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a。

在步骤S400中，每一台煤泥输送泵的输送量均通过调试阶段进行精确测定，且保持相同的煤泥输送量；停止Y台煤泥输送泵来减少煤泥输送量。例如，煤泥设计掺烧比例30％，每一台煤泥输送泵的输送量均通过调试阶段进行精确测定，选定为3％、5％、6％、10％四种煤泥输送泵的输送量；具体的，选择3％的煤泥输送泵，需要10台，此时的调节煤泥输送量的精度为3％，停止Y台煤泥输送泵等于减少Y×3％；选择5％的煤泥输送泵，需要6台，，此时的调节煤泥输送量的精度为5％，停止Y台煤泥输送泵等于减少Y×5％。根据具体设计要求进行煤泥输送泵的选择。改变煤泥输送泵的型式或数量，只要煤泥输送泵不参与调节，入炉热量仅通过给煤机调节的方案，其原理和思路与本发明相同。

在步骤S400中，减少的煤泥输送量为原煤泥输送量的Y/X通过变速煤泥输送泵进行调节，达到设定的负荷百分数a。煤泥输送管道相对较短时，可采用本方案。煤泥泵也进行变速调节，但调节不随锅炉负荷实时变化，仅有给煤机跟踪锅炉负荷变化来调节入炉热量，其原理和思路与本发明相同。

当锅炉运行因燃料燃烧值引起的负荷变化量时，仅根据设置的修正因子进行原煤输送量的调正，尽可能利用原煤进行调节，保证煤泥掺烧比例及利用率。

在某些掺烧比例下，煤泥输送泵的运行数量不改变，其思路与本发明按照一定负荷范围改变煤泥输送泵数量的思路相同。

如图2所示，应用上述的循环流化床锅炉负荷的调整方法的一种循环流化床锅炉掺烧煤泥设备，包括：锅炉100，所述锅炉100设有原煤入口102及煤泥入口；原煤输送装置200，所述原煤输送装置200与所述原煤入口102相连通；煤泥输送装置300，所述煤泥输送装置300与所述煤泥入口104；检测装置400，所述检测装置400用于检测锅炉100的负荷信号；及控制装置500，所述控制装置500分别与所述检测装置400、所述原煤输送装置200电连接，所述控制装置500用于接收所述检测装置400的反馈的检测信号来分别调整所述原煤输送装置200的输送量；其中，当所述检测装置400的检测到负荷变化量b在-r/X≤b≤r/X之间时，所述控制装置400根据设置的修正因子调整原煤输送量。

所述检测装置400用于检测锅炉100的蒸汽压力信号或给水压力信号。可使用流量计进行测量，优选的，进行蒸汽压力信号检测。

所述煤泥输送装置300包括多个煤泥输送泵310，多个煤泥输送泵310分别与控制装置电连接。

所述控制装置500包括比例调整装置510及计算装置520，所述比例调整装置510与所述计算装置520电连接，所述比例调整装置510用于设定初始煤泥掺烧比例，所述计算装置520用于计算修正因子。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种循环流化床锅炉负荷的调整方法，其特征在于，包括步骤：

其中，负荷变化量b等于实际检测到的负荷百分数a1减去预设的负荷百分数a，X为煤泥输送泵的总数量，Y为小于或等于X的正整数，r为煤泥最大掺烧比例，修正因子为原煤输送量需调整的百分比，修正因子依据转换函数计算得到，转换函数＝-b/(1–r×Y/X)。

2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉负荷的调整方法，其特征在于，在步骤(3)、(4)中，锅炉的负荷变化量|b|越大，修正因子越大。

3.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉负荷的调整方法，其特征在于，在步骤(3)、(4)中还包括，当负荷变化量b在-r/X≤b≤r/X之间时，根据设置的修正因子调整原煤输送量，达到设定的负荷百分数a。

4.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉负荷的调整方法，其特征在于，在步骤(4)中，每一台煤泥输送泵的输送量均通过调试阶段进行精确测定，且保持相同的煤泥输送量运行，运行过程中单台煤泥输送泵的输送量不进行调节。

5.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉负荷的调整方法，其特征在于，在步骤(4)中，停止Y台煤泥输送泵来减少煤泥输送量。

6.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉负荷的调整方法，其特征在于，在步骤(4)中，减少的煤泥输送量通过变速煤泥输送泵调整为原煤泥输送量的Y/X，达到设定的负荷百分数a。