CN105135471A - 富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法 - Google Patents
富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105135471A CN105135471A CN201510500904.5A CN201510500904A CN105135471A CN 105135471 A CN105135471 A CN 105135471A CN 201510500904 A CN201510500904 A CN 201510500904A CN 105135471 A CN105135471 A CN 105135471A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas duct
- air
- oxygen
- recirculating gas
- flue gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
本发明涉及自动控制领域，公开一种富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法，该控制装置包括：测量模块，分别测量向一次风及二次风再循环烟道中供给的烟气流量、氧流量和空气流量、一次风及二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口氧浓度；处理模块，分别依据向一次风及二次风再循环烟道中供给的烟气流量、氧流量和空气流量获得一次风及二次风混合烟气中的参考氧浓度，分别依据一次风及二次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口氧浓度与一次风及二次风混合烟气中的氧浓度调节一次风及二次风再循环烟道注氧调节阀门、一次风及二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门和一次风及二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度。其可使运行模式的切换平稳、顺畅、快捷。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制领域，具体地，涉及一种富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法。
背景技术
富氧燃烧技术是一种用比通常空气(含氧浓度21％)含氧浓度高的氧气(纯氧或较高浓度的氧气)代替空气作为燃料燃烧的助燃剂的技术，它是一种清洁、高效节能的燃烧技术，可以应用于煤粉锅炉等锅炉的燃烧发电等领域中。在采用富氧燃烧技术的富氧燃烧系统中，其利用烟气再循环系统将燃烧产生的烟气与注入的氧气在再循环烟道中进行混合并用混合后的烟气代替常规锅炉燃烧的空气作为助燃剂，这样即提高了锅炉的热效率，又实现了CO2的大规模化捕集与封存及NOX等污染物的减排。
富氧燃烧系统的运行模式通常包括空气运行模式和富氧运行模式，由于各个运行模式有其各自的操控需求和技术特点，而且各个运行模式在富氧燃烧系统的运行中均承担着既定的角色，或为运行模式过渡、或为降级运行、或为长时间运行、或为调整运行效率等，因此有必要提出一种技术来使运行模式之间的切换平稳、顺畅、快捷地进行，使切换扰动过程对富氧燃烧系统的锅炉燃烧子系统及汽水子系统的性能波动带来的影响降低到最小程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法，其能够使运行模式之间的切换平稳、顺畅、快捷地进行，使切换扰动过程对富氧燃烧系统的锅炉燃烧子系统及汽水子系统的性能波动带来的影响降低到最小程度。
为了实现上述目的，本发明提供一种富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置，该控制装置包括：测量模块，用于测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；处理模块，用于依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据所述一次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度来调节一次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和一次风再循环烟道空气注入调节风门的开度，以及依据所述二次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度来调节二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度。
本发明还提供一种富氧燃烧系统运行模式的切换控制方法，该切换控制方法包括：测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；以及依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据所述一次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度来调节一次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和一次风再循环烟道空气注入调节风门的开度，以及依据所述二次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度来调节二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度。
通过上述技术方案，由于根据本发明的切换控制装置和方法能够依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据所述一次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度来调节一次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和一次风再循环烟道空气注入调节风门的开度，以及依据所述二次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度来调节二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度，因此其能够使运行模式之间的切换平稳、顺畅、快捷地进行，使切换扰动过程对富氧燃烧系统的锅炉燃烧子系统及汽水子系统的性能波动带来的影响降低到最小程度。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是富氧燃烧系统的简化示意图；
图2是根据本发明一种实施方式的富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置的示意框图；以及
图3是根据本发明一种实施方式的富氧燃烧系统运行模式的切换控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1示出了一种示例性的富氧燃烧系统。该富氧燃烧系统包括锅炉20、磨煤机19、预热器17、除尘器18、烟囱15、空分装置16、氧气输送管道主路关断门1、一次风再循环烟道注氧阀门3、二次风再循环烟道注氧阀门2、一次风再循环烟道注氧调节阀门5、二次风再循环烟道注氧调节阀门4、一次风再循环烟道烟气注入插板门8、二次风再循环烟道烟气注入插板门6、一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门9、二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门7、一次风再循环烟道空气注入调节风门13、二次风再循环烟道空气注入调节风门12、烟道至烟囱调节阀门10、烟气再循环总门11、二氧化碳回收挡板门14。
图2示出了根据本发明一种实施方式的富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置，该切换控制装置包括：测量模块201，用于测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；处理模块202，用于依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度并依据所述一次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度来调节一次风再循环烟道注氧调节阀门5的开度、一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门9的开度和一次风再循环烟道空气注入调节风门13的开度，以及依据所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度并依据所述二次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度来调节二次风再循环烟道注氧调节阀门4的开度、二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门7的开度和二次风再循环烟道空气注入调节风门12的开度。
优选地，所述处理模块202还可以在所述富氧燃烧系统的锅炉炉膛压力位于安全范围内时依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量和所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量来调节烟道至烟囱调节阀门10的开度。这样，就能够在富氧燃烧系统从空气运行模式切换到富氧运行模式时，关闭烟道至烟囱调节阀门10，在富氧燃烧系统从富氧运行模式切换到空气运行模式时打开烟道至烟囱调节阀门10。另外，在富氧燃烧系统从空气运行模式向富氧运行模式切换完成之后，由于富氧燃烧系统的风烟燃烧子系统还需要经过一段时间的烟气循环，以使烟气中的二氧化碳逐渐富集到较高浓度的状态(70％～80％或更高)才能实现二氧化碳的高效低能耗捕获，所以在烟气中的二氧化碳富集到较高浓度的状态之前，多余的烟气(向一次风再循环烟道和二次风再循环烟道注入的烟气之外的烟气)是全部烟囱排放的，也即在富氧燃烧系统从空气运行模式切换到富氧运行模式之后，还需要经过一段时间后才完全关闭烟道至烟囱调节阀门10。
优选地，所述测量模块201还可以用于在所述富氧燃烧系统的运行模式切换之前监测所述富氧燃烧系统的当前运行模式的状态，所述处理模块202还用于判断所述当前运行模式的状态是否异常并在所述当前运行模式的状态异常时禁止所述富氧燃烧系统的运行模式切换。也即，在运行模式切换之前，需要确保富氧燃烧系统处于稳定燃烧的状态中。
其中，所述当前运行模式的状态包括机组负荷状态、主蒸汽压力状态、主蒸汽温度状态、锅炉炉膛压力状态、锅炉总燃料量状态、锅炉总风量状态等等参数。例如，当富氧燃烧系统目前处于空气运行模式下时，为了使运行模式切换对锅炉燃烧各参数的影响减到最少，在进行运行模式切换之前富氧燃烧系统需满足以下条件：锅炉炉膛出口处的氧浓度的调节和锅炉配风自动完好并投入自动(例如，通过合理调节进入锅炉炉膛的总风量及各燃烧器的配风，使锅炉炉膛出口的氧浓度稳定在3％左右)，二次风和一次风配氧浓度控制状态完好并具备自动投入条件，锅炉主控处于自动，燃料供应处于稳定状态，这样富氧燃烧系统就处于稳定和优化燃烧的状态中，从而具备切换到富氧运行模式的条件，此时可执行空气运行模式向富氧运行模式的切换。当富氧燃烧系统目前处于富氧运行模式下时，为了使运行模式切换对锅炉燃烧各参数的影响减到最少，在进行运行模式切换之前富氧燃烧系统需满足以下条件：除了控制省煤器炉膛出口的氧浓度在3％左右以外，还需控制入炉气体(烟气与氧气的混合气体)的平均氧浓度(通常控制在26～28％)，以达到在稳定燃烧的同时使得锅炉的炉内对流传热分配和辐射传热与传统空气运行模式下的锅炉炉内对流传热分配和辐射传热接近的目的。
以下给出富氧燃烧系统从空气运行模式向富氧运行模式切换时，根据本发明的切换控制装置的示例性切换控制流程。此实施例以60％锅炉负荷的空气运行模式与70％锅炉负荷的富氧运行模式之间的相互切换为例进行描述，运行模式切换时保持锅炉以60％的负荷稳定运行。在该示例性切换控制流程中，调节阀门开度均为拟定值，实际上，各个调节阀门开度的具体参数可以根据机组容量参数及调试数据来确定，并在根据本发明的切换控制装置中建立对应的函数关系以实现切换控制。根据本发明的切换控制装置对空气运行模式向富氧运行模式切换的示例性切换控制流程如下：
(1)将氧气输送管道主路关断门1打开，一次风再循环烟道注氧阀门3和二次风再循环烟道注氧阀门2打开；一次风再循环烟道注氧调节阀门5和二次风再循环烟道注氧调节阀门4准备开启。
(2)烟气再循环总门11打开，一次风再循环烟道烟气注入插板门8和二次风再循环烟道烟气注入插板门6打开；测量模块201测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；处理模块202依据向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据一次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度将一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门9由当前开度逐渐关至30％～20％的开度、将烟道至烟囱调节阀门10关至85％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将一次风再循环烟道空气注入调节风门13关至80％的开度、将一次风再循环烟道注氧调节阀门5的开度调节至20％；处理模块202还依据二次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度将二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门7由当前开度逐渐关至30％～20％的开度、将烟道至烟囱调节阀门10关至85％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将二次风再循环烟道空气注入调节风门12关至80％的开度、将二次风再循环烟道注氧调节阀门4的开度调节至20％。从而，使得磨煤机19的入口的氧浓度为18％，进入锅炉20的二次风混合烟气中的平均氧浓度为26～28％，锅炉炉膛出口处的氧浓度不超过3％。
3)待烟气系统压力平衡后，测量模块201继续测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；处理模块202继续依据向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据一次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度将一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门9的开度调节至～40％、将烟道至烟囱调节阀门10关至～70％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将一次风再循环烟道空气注入调节风门13关至60％的开度、将一次风再循环烟道注氧调节阀门5的开度调节至～40％；处理模块202还依据二次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度将二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门7的开度调节至～40％、将烟道至烟囱调节阀门10关至70％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将二次风再循环烟道空气注入调节风门12关至60％的开度、将二次风再循环烟道注氧调节阀门4的开度调节至～40％。从而，使得磨煤机19的入口的氧浓度为18％，进入锅炉20的二次风混合烟气中的平均氧浓度为26～28％，锅炉炉膛出口处的氧浓度不超过3％。
4)待烟气系统压力平衡后，测量模块201继续测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；处理模块202继续依据向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据一次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度将一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门9的开度调节至～60％、将烟道至烟囱调节阀门10关至～55％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将一次风再循环烟道空气注入调节风门13关至40％的开度、将一次风再循环烟道注氧调节阀门5的开度调节至～60％；处理模块202还依据二次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度将二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门7的开度调节至～60％、将烟道至烟囱调节阀门10关至55％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将二次风再循环烟道空气注入调节风门12关至40％的开度、将二次风再循环烟道注氧调节阀门4的开度调节至～60％。从而，使得磨煤机19的入口的氧浓度为18％，进入锅炉20的二次风混合烟气中的平均氧浓度为26～28％，锅炉炉膛出口处的氧浓度不超过3％。
5)待烟气系统压力平衡后，测量模块201继续测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；处理模块202继续依据向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据一次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度将一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门9的开度调节至～80％、将烟道至烟囱调节阀门10关至～40％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将一次风再循环烟道空气注入调节风门13关至20％的开度、将一次风再循环烟道注氧调节阀门5的开度调节至～80％；处理模块202还依据二次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度将二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门7的开度调节至～80％、将烟道至烟囱调节阀门10关至40％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将二次风再循环烟道空气注入调节风门12关至20％的开度、将二次风再循环烟道注氧调节阀门4的开度调节至～80％。从而，使得磨煤机19的入口的氧浓度为18％，进入锅炉20的二次风混合烟气中的平均氧浓度为26～28％，锅炉炉膛出口处的氧浓度不超过3％。
6)待烟气系统压力平衡后，测量模块201继续测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；处理模块202继续依据向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据一次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度将一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门9的开度调节至100％、将烟道至烟囱调节阀门10关至～25％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将一次风再循环烟道空气注入调节风门13关至0％的开度、将一次风再循环烟道注氧调节阀门5的开度调节至100％；处理模块202还依据二次风混合烟气中的参考氧浓度、锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度将二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门7的开度调节至100％、将烟道至烟囱调节阀门10关至25％的开度(此时需要保持锅炉炉膛的压力不越限，该锅炉炉膛压力在富氧燃烧系统的引风机自动调节子系统中进行控制)、将二次风再循环烟道空气注入调节风门12关至0％的开度、将二次风再循环烟道注氧调节阀门4的开度调节至100％。从而，使得磨煤机19的入口的氧浓度为18％，进入锅炉20的二次风混合烟气中的平均氧浓度为26～28％，锅炉炉膛出口处的氧浓度不超过3％。
(7)待烟气冷凝器后烟气中CO2浓度达到80％(干态)之后，打开二氧化碳回收挡板门14，进行CO2的压缩捕集。
当富氧燃烧系统的供氧子系统出现故障时，需将富氧燃烧系统从富氧运行模式切换到空气运行模式，其切换过程与上述的切换流程类似：测量模块201测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；处理模块202则关闭烟气再循环总门11、依据上述测量量来逐渐关闭一次风再循环烟道注氧调节阀门5和二次风再循环烟道注氧调节阀门4、逐渐打开一次风再循环烟道空气注入调节风门13和二次风再循环烟道空气注入调节风门12，逐渐打开烟道至烟囱调节阀门10。
优选地，所述处理模块202可以利用PID调节器、PI调节器等来调节所述一次风再循环烟道注氧调节阀门、所述一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门、所述一次风再循环烟道空气注入调节风门、所述二次风再循环烟道注氧调节阀门、所述二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门、所述二次风再循环烟道空气注入调节风门和所述烟道至烟囱调节阀门的开度。
如图3所示，本发明还提供一种富氧燃烧系统运行模式的切换控制方法，该切换控制方法包括：
S1、测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；以及
S2、依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度并依据所述一次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度来调节一次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和一次风再循环烟道空气注入调节风门的开度，以及依据所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度并依据所述二次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度来调节二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度。
优选地，根据本发明的切换控制方法还可以包括：在所述富氧燃烧系统的锅炉炉膛压力位于安全范围内时依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量和所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量来调节烟道至烟囱调节阀门。这样，就能够在富氧燃烧系统从空气运行模式切换到富氧运行模式时，关闭烟道至烟囱调节阀门10，在富氧燃烧系统从富氧运行模式切换到空气运行模式时打开烟道至烟囱调节阀门10。另外，在富氧燃烧系统从空气运行模式向富氧运行模式切换完成之后，由于富氧燃烧系统的风烟燃烧子系统还需要经过一段时间的烟气循环，以使烟气中的二氧化碳逐渐富集到较高浓度的状态(70％～80％或更高)才能实现二氧化碳的高效低能耗捕获，所以在烟气中的二氧化碳富集到较高浓度的状态之前，多余的烟气(向一次风再循环烟道和二次风再循环烟道注入的烟气之外的烟气)是全部烟囱排放的，也即在富氧燃烧系统切换到富氧运行模式之后，还需要经过一段时间后才完全关闭烟道至烟囱调节阀门10。
优选地，根据本发明的切换控制方法还可以包括：在所述富氧燃烧系统的运行模式切换之前监测所述富氧燃烧系统的当前运行模式的状态，以及判断所述当前运行模式的状态是否异常并在所述当前运行模式的状态异常时禁止所述富氧燃烧系统的运行模式切换。也即，在运行模式切换之前，需要确保富氧燃烧系统处于稳定燃烧的状态中。
其中，所述当前运行模式的状态可以包括机组负荷状态、主蒸汽压力状态、主蒸汽温度状态、锅炉炉膛压力状态、锅炉总燃料量状态、锅炉总风量状态等等。例如，当富氧燃烧系统目前处于空气运行模式下时，为了使运行模式切换对锅炉燃烧各参数的影响减到最少，在进行运行模式切换之前富氧燃烧系统需满足以下条件：锅炉炉膛出口处的氧浓度的调节和锅炉配风自动完好并投入自动(例如，通过合理调节进入锅炉炉膛的总风量及各燃烧器的配风，使锅炉炉膛出口的氧浓度稳定在3％左右)，二次风和一次风配氧浓度控制状态完好并具备自动投入条件，锅炉主控处于自动，燃料供应处于稳定状态，这样富氧燃烧系统就处于稳定和优化燃烧的状态中，从而具备切换到富氧运行模式的条件，此时可执行空气运行模式向富氧运行模式的切换。当富氧燃烧系统目前处于富氧运行模式下时，为了使运行模式切换对锅炉燃烧各参数的影响减到最少，在进行运行模式切换之前富氧燃烧系统需满足以下条件：除了控制省煤器炉膛出口的氧浓度在3％左右以外，还需控制入炉气体(烟气与氧气的混合气体)的平均氧浓度(通常控制在26～28％)，以达到在稳定燃烧的同时使得锅炉的炉内对流传热分配和辐射传热与传统空气运行模式下的锅炉炉内对流传热分配和辐射传热接近的目的。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置，该切换控制装置包括：
测量模块，用于测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；
处理模块，用于依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据所述一次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度来调节一次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和一次风再循环烟道空气注入调节风门的开度，以及依据所述二次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度来调节二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度。
2.根据权利要求1所述的切换控制装置，其中，所述处理模块还在所述富氧燃烧系统的锅炉炉膛压力位于安全范围内时依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量和所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量来调节烟道至烟囱调节阀门的开度。
3.根据权利要求2所述的切换控制装置，其中，所述测量模块还用于在所述富氧燃烧系统的运行模式切换之前监测所述富氧燃烧系统的当前运行模式的状态，所述处理模块还用于判断所述当前运行模式的状态是否异常并在所述当前运行模式的状态异常时禁止所述富氧燃烧系统的运行模式切换。
4.根据权利要求3所述的切换控制装置，其中，所述当前运行模式的状态包括机组负荷状态、主蒸汽压力状态、主蒸汽温度状态、锅炉炉膛压力状态、锅炉总燃料量状态、锅炉总风量状态。
5.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的切换控制装置，其中，在所述富氧燃烧系统从60％锅炉负荷的空气运行模式向70％锅炉负荷的富氧运行模式切换时，在切换期间保持锅炉以60％负荷稳定运行的情况下，所述处理模块先将所述一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门和所述二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度调节至30％～20％、将所述烟道至烟囱调节阀门的开度调节至85％、将所述一次风再循环烟道空气注入调节风门和所述二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度调节至80％、将所述一次风再循环烟道注氧调节阀门和所述二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度调节至20％，然后将所述一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门和所述二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度调节至40％、将所述烟道至烟囱调节阀门的开度调节至70％、将所述一次风再循环烟道空气注入调节风门和所述二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度调节至60％、将所述一次风再循环烟道注氧调节阀门和所述二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度调节至40％，继而将所述一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门和所述二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度调节至60％、将所述烟道至烟囱调节阀门的开度调节至55％、将所述一次风再循环烟道空气注入调节风门和所述二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度调节至40％、将所述一次风再循环烟道注氧调节阀门和所述二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度调节至60％，然后将所述一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门和所述二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度调节至80％、将所述烟道至烟囱调节阀门的开度调节至40％、将所述一次风再循环烟道空气注入调节风门和所述二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度调节至20％、将所述一次风再循环烟道注氧调节阀门和所述二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度调节至80％，最后将所述一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门和所述二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度调节至100％、将所述烟道至烟囱调节阀门的开度调节至25％、将所述一次风再循环烟道空气注入调节风门和所述二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度调节至0％、将所述一次风再循环烟道注氧调节阀门和所述二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度调节至100％。
6.根据权利要求5所述的切换控制装置，其中，所述处理模块利用PID调节器来调节所述一次风再循环烟道注氧调节阀门、所述一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门、所述一次风再循环烟道空气注入调节风门、所述二次风再循环烟道注氧调节阀门、所述二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门、所述二次风再循环烟道空气注入调节风门和所述烟道至烟囱调节阀门的开度。
7.一种富氧燃烧系统运行模式的切换控制方法，该切换控制方法包括：
测量向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量、向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量、一次风混合烟气中的氧浓度、二次风混合烟气中的氧浓度和锅炉炉膛出口处的氧浓度；以及
依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量、向一次风再循环烟道中供给的氧流量、向一次风再循环烟道中供给的空气流量来获得一次风混合烟气中的参考氧浓度，依据所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量、向二次风再循环烟道中供给的氧流量、向二次风再循环烟道中供给的空气流量来获得二次风混合烟气中的参考氧浓度，并依据所述一次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的一次风混合烟气中的氧浓度来调节一次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、一次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和一次风再循环烟道空气注入调节风门的开度，以及依据所述二次风混合烟气中的参考氧浓度、所述锅炉炉膛出口处的氧浓度与所测量的二次风混合烟气中的氧浓度来调节二次风再循环烟道注氧调节阀门的开度、二次风再循环烟道烟气注入调节挡板门的开度和二次风再循环烟道空气注入调节风门的开度。
8.根据权利要求7所述的切换控制方法，该切换控制方法还包括：在所述富氧燃烧系统的锅炉炉膛压力位于安全范围内时依据所述向一次风再循环烟道中供给的烟气流量和所述向二次风再循环烟道中供给的烟气流量来调节烟道至烟囱调节阀门。
9.根据权利要求8所述的切换控制方法，该切换控制方法还包括：在所述富氧燃烧系统的运行模式切换之前监测所述富氧燃烧系统的当前运行模式的状态，以及判断所述当前运行模式的状态是否异常并在所述当前运行模式的状态异常时禁止所述富氧燃烧系统的运行模式切换。
10.根据权利要求9所述的切换控制方法，其中，所述当前运行模式的状态包括机组负荷状态、主蒸汽压力状态、主蒸汽温度状态、锅炉炉膛压力状态、锅炉总燃料量状态、锅炉总风量状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510500904.5A CN105135471B (zh) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | 富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510500904.5A CN105135471B (zh) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | 富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105135471A true CN105135471A (zh) | 2015-12-09 |
| CN105135471B CN105135471B (zh) | 2017-10-03 |
Family
ID=54720925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510500904.5A Active CN105135471B (zh) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | 富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105135471B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109519964A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-26 | 启明星宇节能科技股份有限公司 | 锅炉新风自平衡调节设备 |
| WO2020015694A1 (zh) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 德普新源（香港）有限公司 | 生物质锅炉的燃烧风量控制系统及控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090255450A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Stone Bryan B | Oxy-combustion coal fired boiler and method of transitioning between air and oxygen firing |
| CN102563687A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-11 | 上海锅炉厂有限公司 | 富氧燃烧系统 |
| CN103953921A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-30 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 富氧燃烧锅炉系统及其运行方法 |
| CN103968415A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-06 | 华中科技大学 | 烟气再循环煤粉锅炉燃烧系统及其工况切换方法 |
| CN204313267U (zh) * | 2014-10-29 | 2015-05-06 | 中国神华能源股份有限公司 | 烟风系统 |
-
2015
- 2015-08-14 CN CN201510500904.5A patent/CN105135471B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090255450A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Stone Bryan B | Oxy-combustion coal fired boiler and method of transitioning between air and oxygen firing |
| CN102563687A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-11 | 上海锅炉厂有限公司 | 富氧燃烧系统 |
| CN103953921A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-30 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 富氧燃烧锅炉系统及其运行方法 |
| CN103968415A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-06 | 华中科技大学 | 烟气再循环煤粉锅炉燃烧系统及其工况切换方法 |
| CN204313267U (zh) * | 2014-10-29 | 2015-05-06 | 中国神华能源股份有限公司 | 烟风系统 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020015694A1 (zh) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 德普新源（香港）有限公司 | 生物质锅炉的燃烧风量控制系统及控制方法 |
| CN109519964A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-26 | 启明星宇节能科技股份有限公司 | 锅炉新风自平衡调节设备 |
| CN109519964B (zh) * | 2018-12-28 | 2023-12-01 | 启明星宇节能科技股份有限公司 | 锅炉新风自平衡调节设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105135471B (zh) | 2017-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101853042B1 (ko) | 연도 가스 압축을 이용한 산소 연소 설비 및 방법 | |
| CN109084324B (zh) | 生物质锅炉的燃烧风量控制系统及控制方法 | |
| CN105387458A (zh) | 一种降低燃烧设备氮氧化物排放的系统及方法 | |
| BR112015003226B1 (pt) | método de operação de uma instalação de produção de coque | |
| CN205191552U (zh) | 一种降低燃烧设备氮氧化物排放的系统 | |
| CN110511768B (zh) | 一种焦炉加热燃烧控制方法及系统 | |
| CN107084404A (zh) | 一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法 | |
| CN104141958A (zh) | 机械式垃圾焚烧炉排炉锅炉尾部烟气余热循环利用系统及其自动控制方法 | |
| CN107022359A (zh) | 一种焦炉燃烧室控温控硝方法及系统 | |
| CN105157020A (zh) | 富氧燃烧系统及方法 | |
| CN103090683B (zh) | 脉冲炉的炉压控制方法 | |
| CN204058506U (zh) | 一种高炉炼铁用热风炉装置 | |
| CN103672950B (zh) | 拱下二次风下倾角度可调的ｗ型火焰炉的燃烧调整方法 | |
| CN105135471A (zh) | 富氧燃烧系统运行模式的切换控制装置和方法 | |
| CN204786359U (zh) | 一种燃煤锅炉的双循环烟气系统 | |
| CN105180205B (zh) | 富氧燃烧烟气循环系统控制方法 | |
| CN111981489B (zh) | 焚烧炉二燃室烟温自调节系统 | |
| CN108707713A (zh) | 一种热风炉保温装置及方法 | |
| JP2008096045A (ja) | ストーカ式焼却炉の燃焼制御装置 | |
| US9429319B2 (en) | Boiler combustion system and operation method therefor | |
| CN105042630A (zh) | 富氧燃烧系统供氧控制装置和方法 | |
| CN203731707U (zh) | 燃油气导热油锅炉的控制系统 | |
| CN103299129A (zh) | 氧燃烧锅炉的运转控制方法及装置 | |
| CN103398397A (zh) | 一种锅炉燃烧系统及利用该系统燃烧的方法 | |
| CN204962733U (zh) | 富氧燃烧系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |