CN108800197A - 一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法和系统，该方法包括步骤1：设置一次风门振动开度、点火风门振动开度、二次风门振动开度和燃尽风门振动开度，并对一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位；步骤2：增加引风机出力，降低炉膛压力；步骤3：驱动水冷振动炉排振动；步骤4：将一次风门输出开度、点火风门输出开度、炉膛压力、二次风门输出开度和燃尽风门输出开度复位。通过本发明，可以使炉排及与炉排振动相关设备按照预设的振动周期和顺序自动依次运行，并且炉排振动时间及间隔时间也可以根据锅炉运行工况及进入炉膛的燃料量进行实时调整，保证锅炉燃烧稳定，全程无需运行人员干预。

Description

一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及锅炉智能控制技术，更具体地，涉及一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法及系统。

背景技术

生物质电厂中，生物质燃料在炉膛中的振动炉排上燃烧，燃料由给料机送到炉排前部，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热、干燥、着火、燃烧。随着振动机构的工作，燃料边燃烧，边向炉排后部运动，直至燃烬，最后灰渣落入炉后的落渣口。炉排结构如图1和图2所示。

振动炉排由振动机构、风室、炉排支撑和炉排水冷壁组成，炉排水冷壁由全膜式壁组成，其上开有很多小孔。一次风进入炉底风室后再由炉排水冷壁上的小孔进入炉膛，为燃烧提供所需的氧。在低端采用挠性管供水，通过另一端挠性管，水被送回到锅炉水冷壁。炉排的水冷壁安装在炉排支撑上，炉排支撑通过机械振动系统进行振动。炉排支撑通过弹簧安装在锅炉基座上，振动动力由炉排驱动电机提供。

整个炉排水冷壁在左右方向由4片炉排水冷壁组成，在炉排振动过程中，中间的两片炉排水冷壁一起移动，外边的两片炉排水冷壁与中间部分移动方向成180的角度。

整个炉排分为可分为高端、中部、低端三段，燃料在炉排上也分为着火、燃烧、燃尽三个阶段。

燃料通过给料口被推入到炉排上，一次风通过炉排的风孔与炉排上燃料混合，炉排上的燃料被迅速干燥并且点火燃烧。在运行中，炉排上应维持一定的料层，燃料在炉排上完全燃尽。为了使炉排上的燃料及产生的炉渣能够沿着炉排向前运动，并且保持炉排上的料层无间隙的均匀分布，炉排会在前后方向间歇振动，炉渣会在炉排低端落入渣井。

炉排燃烧必须定期监视，这样能够完全掌握炉排和灰渣出口区域燃料的燃烧状况。通过落渣口的火焰电视监测炉排落渣的燃烬情况，并根据燃烬情况调整炉排的振动。

目前，在生物质锅炉运行中，水冷振动炉排都是由运行人员手动控制的，运行人员根据自己对锅炉运行状态、燃料情况的判断及运行经验，输入振动炉排的振动频率、振动时间、振动间隔时间后，水冷振动炉排进入周期循环运行中。在炉排周期循环运行过程中，运行人员还需要根据炉膛压力、烟气氧量及炉膛内的燃烧情况手动调节与炉排振动相关的一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门及送引风机等设备，以维持炉膛内燃烧及锅炉运行稳定。

现有炉排控制方法具有如下缺点：

(1)在炉排振动过程中，炉排上燃料松动燃烧加剧，炉膛内的燃烧状况迅速发生变化，热量释放值瞬间升高，这将导致烟气中氧量下降、可燃性气体增多，导致烟气中一氧化碳增多，炉膛压力升高。为了维持锅炉燃烧稳定，运行人员需要立刻进行燃烧调整，但燃烧调整涉及到锅炉的一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门及送引风机等设备，运行人员很难短时间内完成对所有设备的调整，并且必须保证操作顺序和调节量正确。操作顺序和调节量稍有偏差，在炉排振动时都会造成炉膛内形成紊流甚至爆燃，引起过低的烟气氧量及炉膛压力过大，将导致燃料的未燃烧损失增加，锅炉给料口回火造成炉前料仓着火以及锅炉停机的风险。

(2)在炉排振动过程中，振动时间、振动间隔时间无法根据锅炉运行及燃料量进行实时调整，不合理的振动时间及振动间隔时间会造成炉排上燃料量及燃料在炉排上的停留时间与锅炉负荷需求不一致，并且将影响炉膛内燃烧和锅炉效率。

(3)因为采用手动控制炉排，因此在运行过程中需要频繁的对设备进行操作，锅炉长时间运行工程中无法保证不出现人为操作失误，引起严重事故。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提出一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法及系统。

根据本发明提出了一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法，包括：步骤1：设置一次风门振动开度、点火风门振动开度、二次风门振动开度和燃尽风门振动开度，并对一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位；步骤2：增加引风机出力，降低炉膛压力；步骤3：驱动水冷振动炉排振动；步骤4：一次风门输出开度、点火风门输出开度、炉膛压力、二次风门输出开度和燃尽风门输出开度复位。

进一步的，在步骤1之前，判断锅炉烟气中的氧量与设定阈值的大小，当氧量过低时，无法满足炉排振动时燃烧加剧的要求，炉排也就无需振动，当条件满足后，炉排振动才能进行振动。优选的，阈值为3％。

进一步的，在步骤1中，在对一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位之前，还包括以下步骤：

送风机退出自动状态，锁定送风机送出的风量维持不变；

一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门退出自动状态，并记录当前风门开度。

进一步的，在步骤1中，对一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位包括以下步骤：

步骤11：将二次风门输出开度置位为二次风门振动开度，将燃尽风门输出开度置位为燃尽风门振动开度；

步骤12：当二次风门和燃尽风门的风量稳定后，将一次风门输出开度置位为一次风门振动开度，将点火风门输出开度置位为点火风门振动开度。

进一步的，在步骤2中，为了抵消后续炉排振动时因燃烧加剧烟气量增多引起的炉膛压力增加，降低炉膛压力。可以计算因燃烧加剧烟气量增多引起的炉膛压力增加值，从而得出此处要降低多少压力。

进一步的，步骤3包括以下步骤：

步骤31：通过设置在锅炉内的传感器获取锅炉负荷；

步骤32；根据水冷炉排振动时间和锅炉负荷之间的第一函数关系计算水冷炉排振动时间。

其中，第一函数为多段折线曲线，优选的，还可以对第一函数进行修正，比如，使用第一修正系数乘以函数值作为最终的输出值，第一修正系数优选为[0.8，1.2]。

进一步的，步骤4包括以下步骤：

步骤41：一次风门和点火风门复位；

步骤42：在一次风门和点火风门的风量稳定后，将炉膛压力复位；

步骤43：在炉膛压力复位后，将二次风门及燃尽风门复位；

步骤44：将一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门恢复自动状态。

步骤45：将送风机恢复自动状态，解除送风机输出值锁定。

进一步的，整个锅炉运行期间，炉排振动控制处于反复循环过程中，即炉排振动完成，经过炉排振动间隔时间后新的炉排振动重新开始(即经过振动间隔时间后重复步骤1-4)。

炉排振动间隔时间的计算方法包括：获取连接锅炉的给料系统的转速，根据振动间隔时间与转速之间第二函数计算振动间隔时间，第二函数为多段折线曲线，还可以对第二函数进行修正，比如，使用第二修正系数乘以函数值作为最终的输出值，第二修正系数优选为[0.8，1.2]。

根据本发明的另一方面，提出一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制系统，包括数据采集模块、风门控制模块、锅炉压力控制模块和炉排振动时间计算模块；

数据采集模块，连接生物质锅炉的送风机、一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门和引风机，用于获取送风机和引风机的风量，获取一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门的开度信息；并将信息传送给风门控制模块、炉排振动时间计算模块和锅炉压力控制模块；

风门控制模块，用于接收数据采集模块传送的风门开度信息，调节风门开度；

锅炉压力控制模块，用于接收数据采集模块发送的炉膛压力信息，控制引风机的出力，进而控制炉膛压力；锅炉压力控制模块还能够接收数据采集模块发送的锅炉负荷信息，并将信息发送到炉排振动时间计算模块；

炉排振动时间计算模块，用于接收锅炉压力控制模块发送的锅炉负荷信息，并计算炉排振动的时间。

进一步的，炉排振动时间计算模块包括第一函数生成单元、第一计算单元和第一修正单元；第一函数生成单元，用于生成炉排振动时间与锅炉负荷之间的函数，函数为多段折线曲线；第一计算单元，用于通过锅炉负荷信息和第一函数计算炉排振动的时间；第一修正单元，用于对炉排振动的时间进行修正，第一修正系数为[0.8，1.2]。

进一步的，控制系统还包括炉排振动间隔时间计算模块，炉排振动间隔时间计算模块用于获取与锅炉连接的给料系统的转速，计算振动间隔时间。

进一步的，炉排振动间隔时间计算模块包括第二函数生成单元、第二计算单元和第二修正单元；第二函数生成单元，用于获取与连接锅炉的给料系统的转速，并生成振动间隔时间与转速之间的函数，函数为多段折线曲线；第二计算单元，用于通过转速和第二函数计算炉排振动间隔时间；第二修正单元，用于对炉排振动间隔时间进行修正，第二修正系数为[0.8，1.2]。

进一步的，控制系统还包括氧量判定模块，用于接收数据采集模块发送的锅炉氧量信息，并判断氧量和设定阈值的大小。优选的，阈值为3％，当氧量大于阈值时，控制系统的其他模块才正常工作，否则除采集氧量和判定氧量外，控制系统其他功能都无需运行。

通过本发明，可以避免炉排振动过程中引起的炉膛压力波动、燃烧波动及氧量波动；明确了锅炉负荷与炉排振动时间的函数关系，可以根据锅炉负荷自动设定炉排振动时间，控制燃料在炉排上的停留时间；明确了燃料进入炉膛的给料速率与炉排振动间隔时间的函数关系，可以根据燃料进入炉膛的给料速率自动设定炉排振动间隔时间，控制炉排上的燃料量。

附图说明

图1为生物质锅炉的水冷炉排结构示意图；

图2为带有水冷炉排的生物质锅炉的结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的锅炉总体结构图；

图4为根据本发明一个实施例的炉排振动顺序流程图；

图5为根据本发明一个实施例的第一函数示意图；

图6为根据本发明一个实施例的第二函数示意图；

图7为根据本发明一个实施例的控制系统的结构图。

为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的尺寸、结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定尺寸、结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法及系统进行详细描述。

在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。

如图3所示，生物质锅炉包括给料系统、送风机、锅炉、引风机，送风机连接一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门，并通过各风门向锅炉送风。风门本身带有开度位置传感器和控制器，既能采集风门开度，又能控制开度大小。锅炉内还设置有锅炉负荷采集器和氧量采集器，分别用于采集和传送锅炉负荷数据和氧量信息。

锅炉燃烧所需的风量都由送风机提供，送风机的主要作用是为锅炉燃烧提供燃烧风，调节不同工况下的送风量，满足炉膛内的燃烧风需求，当炉排振动过程中，因为燃料量没有变化，所有送风机出口的风量也应该保持不变。一次风门用来调节一次风量，并将一次风送到炉排下方，主要用来参与炉排上固体燃料的燃烧，增加燃烧速率，因为在炉排振动时炉排上的燃料与燃烧风会充分混合，燃烧强度自然会提高，因此振动时应该减少一次风量。点火风门用来调节点火风量，点火风位于给料口上方，主要用来向生物质燃料提供所需点火风量，加速燃料中可燃气体的释放，因为在炉排振动时会炉排上的燃料与燃烧风充分混合，燃料中的可燃气体释放加快，因此振动时应该减少点火风量。二次风门和燃尽风门用来调节二次风量和燃尽风量，二次风和燃尽风在炉膛中与烟气的充分混合，补充燃烧所需的燃烧风量。促进炉膛中的微小可燃物及可燃气体燃尽。因为在炉排振动时炉膛中微小可燃物及可燃气体会增加，因此炉排振动时应该增加二次风量和燃尽风量。引风机通过从炉膛及烟道中抽出烟气，维持锅炉中具有合适的炉膛压力，因为在炉排振动时燃料的燃烧加剧，炉膛内烟气量会增加，因此应该适当的降低炉膛压力，增大引风机出力。给料系统向炉膛送入燃烧所需的燃料量，燃料给料速度的改变会引起炉排振动间隔时间的改变。

根据本发明提出的一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法，如图4所示，包括步骤1：设置一次风门振动开度、点火风门振动开度、二次风门振动开度和燃尽风门振动开度，并对一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位；步骤2：增加引风机出力，降低炉膛压力；步骤3：驱动水冷振动炉排振动；步骤4：一次风门输出开度、点火风门输出开度、炉膛压力、二次风门输出开度和燃尽风门输出开度复位。

炉排振动过程中，炉排上的燃料燃烧加剧，炉膛内的可燃性气体增多，燃烧状况迅速发生变化，导致烟气中氧量下降和炉膛压力升高，为应对这个问题，振动过程中应改变配风分配，一次风及点火风量需减少，二次风和燃尽风量需增加，这样调整使总送风量保持不变，只是锅炉配风发生变化，因为在燃料量没有发生变化的情况下，总风量也无需变化。

在一个实施例中，步骤1具体包括如下步骤：

(1)送风机退出自动状态，锁定送风机输出值，保持总风量维持不变。

(2)将一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门退出自动状态。

(3)记录二次风门及燃尽风门当前开度，设置二次风门、燃尽风门振动开度，比如70％，然后将二次风门、燃尽风门输出开度设置为上述的振动开度。振动开度值通常大于正常运行时的开度值，增加风门开度可以增加炉排上方的风量，以适应后续炉排振动时可燃性气体及小颗粒可燃物增多对风量的需求。

设置输出开度后，风门具有一定的滞后性，当风门的风量稳定，即风量达到设定的振动开度所对应的风量后，比如5秒后，再进行下一步的操作。

(4)记录一次风门及点火风门当前开度，设置一次风门、点火风门振动开度，比如30％，将这两个风门输出开度置位为振动开度，此两风门的振动开度值通常小于正常运行时的开度值，减少风门开度可以减少从炉排下方及给料口上方进入的风量，以减少后续炉排振动时炉排上燃料的燃烧速率及可燃性气体的释放。当风门的风量稳定后再执行下一步操作。

在步骤2中，因为步骤1中调整了不同风门的风量，因此炉膛内的燃烧、压力和烟气中氧量都会产生变化，为了抵消这种后续炉排振动时因燃烧加剧烟气量增多引起的炉膛压力增加，需要适当增加引风机输出，以降低炉膛压力，这样，整个振动过程中就可以维持炉膛内的燃烧、压力稳定和烟气中氧量稳定。可以在步骤1风门调整前记录炉膛压力，然后对炉膛压力进行修订，比如在一个实施例中，将炉膛压力降低200Pa。

在步骤3中，当炉膛压力达到修订值稳定后(这个时间可以利用经验值设定，比如5秒)，水冷炉排就可以开始振动了。

当炉排振动时，炉排上燃料一边燃烧，一边向炉排后部运动，直至燃烬，最后落入落渣口。炉排振动时间越长，炉排上的燃料与燃烧风混合越充分，可燃烧气体释放速度越快，燃烧也就愈加剧烈，燃烧速率也会变快，相应的在燃料在炉排上停留时间也应变短，因此要求燃料向后移动的速度也变快。当锅炉负荷升高时，锅炉需求的热量变多，进入锅炉的燃料也会增多，这就要求炉排上的燃料燃烧速率加快，燃料在炉排的停留时间变短，因此，需要炉排振动时间变长。反之，当锅炉负荷降低时，锅炉需求的热量变少，进入锅炉的燃料也会减少，这就要求炉排上的燃料燃烧速率减慢，燃料在炉排的停留时间变长，因此，需要炉排振动时间变短。所以炉排振动时间与锅炉负荷有关，炉排振动时间与锅炉负荷之间的关系为第一函数f₁(x)，如图5所示，第一函数为多段折线曲线，此函数是根据振动炉排及锅炉的设计数据计算得出(本领域技术人员通过现有的技术手段就能够得出)。还可以对第一函数进行修正，根据锅炉负荷经过函数关系f₁(x)后得到的炉排振动时间乘以第一修正系数K₁后，得到并输出最终的炉排振动时间。第一修正系数由运行人员根据锅炉实际运行工况及燃料种类、热值等因素变化对f₁(x)的输出进行修正调整，根据项目经验，通常修正系数在0.8-1.2之间。

这种炉排振动时间的设定方法，明确了锅炉负荷与炉排振动时间的函数关系，可以根据锅炉负荷自动设定炉排振动时间，控制燃料在炉排上的停留时间。

在步骤4中，当炉排振动完成后，恢复正常的风量分配和炉膛压力。在一个实施例中，具体来说可以包括如下步骤：

(1)一次风门及点火风门取消置位振动开度值，恢复炉排振动前风门开度值。

(2)在一次风门和点火风门的风量稳定后(比如间隔10秒后，减小因一次风量及点火风量增加对炉膛燃烧的影响)，将炉膛压力恢复(比如，在上面描述的炉膛压力降低200Pa的实施例中，将炉膛压力恢复为原值)。

(3)炉膛压力恢复后(比如间隔5秒后)，二次风门及燃尽风门取消置位振动开度值，恢复炉排振动前风门开度值。

(4)将一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门恢复自动状态。

(5)将送风机恢复自动状态，解除送风机输出值锁定。

整个锅炉运行期间，首先判断烟气中氧量是否大于设定阈值，比如3％，如果氧量小于阈值，无法满足炉排振动时燃烧加剧的要求，当条件满足后，炉排才按上述的步骤进行振动。炉排振动控制处于反复循环过程中，炉排振动完成后，进入炉排振动间隔时间，当炉排振动间隔时间结束后，新的炉排振动重新开始。

这种新的炉排振动循环过程中炉排及关联设备的运行方法，可以避免炉排振动过程中引起的炉膛压力波动、燃烧波动及氧量波动。

在一个实施例中，当进入锅炉的燃料量达到一定量时，如果继续推进燃料，就会造成进料口下方的炉排上燃料比较多，炉排上的料层比较厚，不利于燃料的充分燃烧，为了维持炉排上的料层厚度及炉排上的燃料总量与锅炉的设计值保持一致，就需要当燃料进入炉膛的燃料量达到一定量时，开始触发炉排振动，将进料口下方的燃料向前移动。因此，炉排振动间隔时间与进入炉膛的燃料量有关，而进入炉膛的燃料量是由给料系统转速和进料时间决定的。当料系统转速变低时，进料时间就会变长，炉排振动间隔时间也会变长，反之，当料系统转速变高时，进料时间就会变短，炉排振动间隔时间也会变短，所以炉排振动间隔时间与给料系统转速有关，炉排振动间隔时间与给料系统转速之间的第二函数f₂(x)如图6所示，第二函数为多段折线曲线，是根据振动炉排及锅炉的设计数据计算得出的。炉排振动间隔时间根据给料系统转速经过函数关系计算后才后得到的。还可以对炉排振动间隔时间进行修正，如乘以第二修正系数K₂后，输出最终的炉排振动间隔时间。第二修正系数由运行人员根据锅炉实际运行工况及燃料种类、热值等因素变化对f₂(x)的输出进行修正调整，根据项目经验，通常修正系数在0.8-1.2之间。

这种炉排振动间隔时间的设定方法，明确了燃料进入炉膛的给料速率与炉排振动间隔时间的函数关系，可以根据燃料进入炉膛的给料速率自动设定炉排振动间隔时间，控制炉排上的燃料量。

根据本发明的另一方面，提出一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制系统，如图7所示，包括数据采集模块、风门控制模块、锅炉压力控制模块和炉排振动时间计算模块；其中，

数据采集模块，连接生物质锅炉的送风机、一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门和引风机，用于获取送风机和引风机的风量，获取一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门的开度信息；并将信息传送给风门控制模块、炉排振动时间计算模块和锅炉压力控制模块；

风门控制模块，用于接收数据采集模块传送的风门开度信息，根据设定值调节风门开度，比如将一次风门的开度设置为一次风门的振动开度等；

锅炉压力控制模块，用于接收数据采集模块发送的炉膛压力信息，控制引风机的出力，进而控制炉膛压力，比如增加引风机的输出风量，从而降低炉膛压力；锅炉压力控制模块还能够接收数据采集模块发送的锅炉负荷信息，并将信息发送到炉排振动时间计算模块；

炉排振动时间计算模块，用于接收锅炉压力控制模块发送的锅炉负荷信息，并计算炉排振动的时间。炉排振动时间计算模块包括第一函数生成单元、第一计算模块和第一修正单元；第一函数生成单元，用于生成炉排振动时间与锅炉负荷之间的函数，函数为多段折线曲线，第一函数是根据振动炉排及锅炉的设计数据计算得出的；第一计算模块，可以根据第一函数和锅炉负荷计算炉排振动的时间；第一修正单元，用于对从第一计算单元得到的炉排振动时间进行修正，第一修正系数由运行人员根据锅炉实际运行工况及燃料种类、热值等因素变化对第一函数的输出进行修正调整，根据项目经验，通常修正系数在0.8-1.2之间。

控制系统还可以包括炉排振动间隔时间计算模块，炉排振动间隔时间计算模块用于获取与锅炉连接的给料系统的转速，计算振动间隔时间。炉排振动间隔时间计算模块包括第二函数生成单元、第二计算单元和第二修正单元；第二函数生成单元，用于获取与连接锅炉的给料系统的转速，并生成振动间隔时间与转速之间的函数，函数为多段折线曲线，第二函数是根据振动炉排及锅炉的设计数据计算得出的；第二计算单元，可以根据转速和第二函数计算炉排振动间隔时间；第二修正单元，用于对从第二计算单元得到的炉排振动间隔时间进行修正，第二修正系数由运行人员根据锅炉实际运行工况及燃料种类、热值等因素变化对第二函数的输出进行修正调整，根据项目经验，通常修正系数在0.8-1.2之间。

进一步的，控制系统还包括氧量判定模块，用于接收数据采集模块发送的锅炉氧量信息，并判断氧量和设定阈值的大小。优选的，阈值为3％，当氧量大于阈值时，控制系统正常工作；否则除采集氧量和判定氧量外，控制系统其他功能都无需运行，即只对采集的氧量进行判断。

本发明的锅炉水冷振动炉排的控制方法能够在炉排循环振动过程中使炉排及与炉排振动相关的设备按照预设的振动周期和顺序自动依次运行，无需运行人员手动干预，在整个炉排振动周期中，可以避免炉排振动时因炉排上燃料的大量可燃性气体的释放和进入炉膛的燃烧风量不合理，造成炉膛内瞬间爆燃引起的炉膛压力波动、烟气氧量下降以及主蒸汽压力、温度波动，甚至停炉风险。

此外，本发明还实现了对炉排振动时间及间隔时间的自动控制，改变了振动时间及间隔时间由运行人员手动控制，在炉排振动周期中可以根据进入炉膛的燃料量及锅炉负荷的变化，自动调整炉排的振动时间及间隔时间，控制炉排上的燃料量及燃料在炉排上的停留时间，有利于炉排上的燃料更好的燃烧，减少炉渣和飞灰的含碳量，提高燃料的燃尽率及锅炉效率。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (16)

1.一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法，所述生物质锅炉包括送风机、锅炉、水冷振动炉排、与所述锅炉、水冷振动炉排和送风机相连的一次风门、点火风门、二次风门和燃尽风门，和与所述锅炉相连的引风机，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

步骤1：设置一次风门振动开度、点火风门振动开度、二次风门振动开度和燃尽风门振动开度，并对所述一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位；

步骤2：增加所述引风机出力，降低炉膛压力；

步骤3：驱动所述水冷振动炉排振动；

步骤4：将所述一次风门输出开度、点火风门输出开度、炉膛压力、二次风门输出开度和燃尽风门输出开度复位。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤1之前，比较锅炉烟气中的氧量与设定阈值的大小。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当氧量大于3％时，执行所述步骤1-4。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤1中，在对所述一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位之前，还包括以下步骤：

将所述送风机退出自动状态，锁定送风机送出的风量维持不变；

将所述一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门退出自动状态，并记录当前风门开度。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤1中，对所述一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位包括以下步骤：

步骤11：将所述二次风门输出开度置位为所述二次风门振动开度，将所述燃尽风门输出开度置位为所述燃尽风门振动开度；

步骤12：在所述二次风门和燃尽风门的风量稳定后，将所述一次风门输出开度置位为所述一次风门振动开度，将所述点火风门输出开度置位为所述点火风门振动开度。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤2中，炉膛压力降低用以抵消后续炉排振动时因燃烧加剧烟气量增多引起的炉膛压力增加。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：

步骤31：通过设置在锅炉内的传感器获取锅炉负荷；

步骤32；根据水冷炉排振动时间和锅炉负荷之间的第一函数关系计算所述水冷炉排振动时间。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一函数为多段折线曲线，所述第一函数具有第一修正系数，所述第一修正系数取值为[0.8，1.2]。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：

步骤41：将所述一次风门和点火风门复位；

步骤42：在所述一次风门和点火风门的风量稳定后，将所述炉膛压力复位；

步骤43：在所述炉膛压力复位后，将所述二次风门及燃尽风门复位；

步骤44：将所述一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门恢复自动状态；

步骤45：将所述送风机恢复自动状态，解除送风机输出值锁定。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤5：获取连接锅炉的给料系统的转速，根据振动间隔时间与所述转速之间第二函数计算所述振动间隔时间，经过所述振动间隔时间后重复所述步骤1-4。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二函数为多段折线曲线，所述第二函数具有第二修正系数，所述第二修正系数为[0.8，1.2]。

12.一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制系统，其特征在于，所述系统包括数据采集模块、风门控制模块、锅炉压力控制模块和炉排振动时间计算模块；

所述数据采集模块，连接所述生物质锅炉的送风机、一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门和引风机，用于获取所述送风机和引风机的风量，获取一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门的开度信息；并将所述信息传送给风门控制模块、炉排振动时间计算模块和锅炉压力控制模块；

所述风门控制模块，用于接收所述数据采集模块传送的风门开度信息，调节风门开度；

所述锅炉压力控制模块，用于接收所述数据采集模块发送的炉膛压力信息，控制所述引风机的出力，进而控制炉膛压力；所述锅炉压力控制模块还能够接收所述数据采集模块发送的锅炉负荷信息，并将所述信息发送到所述炉排振动时间计算模块；

所述炉排振动时间计算模块，用于接收所述锅炉压力控制模块发送的锅炉负荷信息，并计算炉排振动的时间。

13.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，所述炉排振动时间计算模块包括第一函数生成单元、第一计算单元和第一修正单元；

所述第一函数生成单元，用于生成炉排振动时间与锅炉负荷之间的第一函数，所述第一函数为多段折线曲线；

所述第一计算单元，用于通过所述锅炉负荷信息和所述第一函数计算所述炉排振动的时间；

所述第一修正单元，用于对所述炉排振动的时间进行修正，第一修正系数为[0.8，1.2]。

14.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括炉排振动间隔时间计算模块，所述炉排振动间隔时间计算模块用于获取与锅炉连接的给料系统的转速，计算炉排振动间隔时间。

15.根据权利要求14所述的控制系统，其特征在于，所述炉排振动间隔时间计算模块包括第二函数生成单元、第二计算单元和第二修正单元；

所述第二函数生成单元，用于获取与连接锅炉的给料系统的转速，并生成振动间隔时间与所述转速之间的函数，所述函数为多段折线曲线；

所述第二计算单元，用于通过所述转速和所述第二函数计算所述炉排振动间隔时间；

所述第二修正单元，用于对所述炉排振动间隔时间进行修正，第二修正系数为[0.8，1.2]。

16.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括氧量判定模块，所述氧量判定模块用于接收所述数据采集模块发送的氧量信息，并判断氧量与设定阈值的大小。