CN111664469A - 油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统 - Google Patents

油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111664469A
CN111664469A CN202010470673.9A CN202010470673A CN111664469A CN 111664469 A CN111664469 A CN 111664469A CN 202010470673 A CN202010470673 A CN 202010470673A CN 111664469 A CN111664469 A CN 111664469A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
gas
combustion
flow
purpose boiler
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
Application number
CN202010470673.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111664469B (zh
Inventor
孔德柱
马政峰
马正民
王建伟
于力
白秀军
赵鹏声
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinao Biomass Energy Tianjin Co ltd
Original Assignee
Xinao Biomass Energy Tianjin Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinao Biomass Energy Tianjin Co ltd filed Critical Xinao Biomass Energy Tianjin Co ltd
Priority to CN202010470673.9A priority Critical patent/CN111664469B/zh
Publication of CN111664469A publication Critical patent/CN111664469A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111664469B publication Critical patent/CN111664469B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/025—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electrical or electromechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/027—Regulating fuel supply conjointly with air supply using mechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2239/00—Fuels
    • F23N2239/04—Gaseous fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2239/00—Fuels
    • F23N2239/06—Liquid fuels
    • 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
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Abstract

本发明提供了一种油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统，该控制方法包括确定所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量；确定所述油气两用锅炉的第一设定负荷需求，根据所述第一设定负荷需求确定所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量；根据所述热解气流量和所述生物油流量按照设定公式确定通入的助燃空气流量；当所述油气两用锅炉的负荷需求由所述第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据所述第一设定负荷需求和所述第二设定负荷需求的比值，确定在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量。本发明的方案能够降低油气两用锅炉燃烧控制的难度。

Description

油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及生物质热解产品燃烧控制的技术领域，特别涉及一种油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统。
背景技术
以生物质为原料的热解技术能够实现能源清洁高效的转化，生物质热解产生的高温气体称为生物质热解气，经除尘、冷凝、除焦等工艺过程分别得到不可冷凝气(即热解气)和可冷凝气。可冷凝气主要为生物油、木醋液和水蒸气，不可冷凝气的主要成分是CO、CO2、H2、N2、CH4等，因还含有一定量的C2H6、C3H8、C2H4和C3H6等大分子高热值气体，较生物质热解气化气具有较高的热值，可以直接燃烧供于用热设备。生物油作为一种热解副产物，成分十分复杂，多为苯的衍生物和多环芳烃，在高温下呈气态，当温度在200℃以下时，大部分焦油会凝结成黑褐色粘稠状的液体，易堵塞管道，阻碍设备的正常运行，同时焦油中的有毒物质对人的身体健康也会造成极大的伤害。
相关技术中，通常采用油气两用锅炉对热解生成的热解气和生物油进行处理。油气两用锅炉在燃烧时，当遇到负荷变化的情形时，油气两用锅炉的燃烧会变得不平衡，因此需要对向油气两用锅炉输入的热解气、生物油和空气的流量进行调节控制，以使油气两用锅炉的燃烧重新达到平衡。但是，现有的油气两用锅炉中热解气、生物油和空气的流量的控制方法较为复杂，即需要考虑热解气、生物油和空气三者的流量控制，如此增加了油气两用锅炉燃烧控制的难度。
发明内容
本发明实施例提供了一种油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统，能够降低油气两用锅炉燃烧控制的难度。
第一方面，本发明实施例提供了一种油气两用锅炉燃烧的控制方法，包括：
确定所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量；
确定所述油气两用锅炉的第一设定负荷需求，根据所述第一设定负荷需求确定所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量；
根据所述热解气流量和所述生物油流量按照设定公式确定通入的助燃空气流量；
当所述油气两用锅炉的负荷需求由所述第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据所述第一设定负荷需求和所述第二设定负荷需求的比值，确定在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量。
在一种可能的设计中，在所述当所述油气两用锅炉的负荷需求由所述第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据所述第一设定负荷需求和所述第二设定负荷需求的比值，确定在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量之后，包括：
按照在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的助燃空气流量对助燃空气流量进行调节；
当通入的助燃空气流量稳定时，按照在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量对生物油流量进行调节。
在一种可能的设计中，在所述根据所述热解气流量和所述生物油流量按照设定公式确定通入的助燃空气流量之后，包括：
将部分热解气和点火空气通入到所述油气两用锅炉的燃烧器中，利用所述燃烧器中的点火电极进行点火；
利用对称设置于所述油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测；
在所述两个火焰检测器均检测到火焰信号时，按照确定的所述助燃空气流量向所述燃烧器输送助燃空气；
按照确定的所述热解气流量向所述燃烧器输送热解气；
当所述炉膛的温度达到设定温度时，按照确定的所述生物油流量向燃烧器输送生物油。
在一种可能的设计中，在所述利用对称设置于所述油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测之后，包括：
向所述两个火焰检测器通入空气，其中，向所述两个火焰检测器通入的空气和向所述燃烧器通入的点火空气由同一个鼓风机鼓入。
在一种可能的设计中，在所述当所述炉膛的温度达到设定温度时，按照确定的所述生物油流量向所述燃烧器输送生物油，包括：
在所述两个火焰检测器中的至少一个火焰检测器检测不到火焰信号时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在向所述燃烧器输送热解气的热解气管路中的压力低于设定热解气压力时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在所述油气两用锅炉的水位高于第一设定高度或低于第二设定高度时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在所述油气两用锅炉产出的蒸汽压力高于设定蒸汽压力时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
所述燃烧器周围设置有气体探测器，当所述气体探测器检测到有可燃和/或有毒气体泄漏时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油。
在一种可能的设计中，所述设定公式为：
F助燃空气＝K1*F热解气+K2*F生物油；
其中，F助燃空气为通入所述油气两用锅炉中的助燃空气流量；
F热解气为所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量；
F生物油为所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量；
K1为热解气流量的比例系数且为已知数；
K2为生物油流量的比例系数且为已知数。
第二方面，本发明实施例提供了一种采用上述所述的油气两用锅炉燃烧的控制方法的控制系统，包括：油气两用锅炉、热解气管路、生物油管路和助燃空气管路；
所述油气两用锅炉分别与所述热解气管路、所述生物油管路和所述助燃空气管路连接；
所述热解气管路上设置有相互串联的第一流量传感器、第一压力传感器、第一切断阀和第一流量调节阀；
所述生物油管路上设置有相互串联的第二流量传感器、第二压力传感器、第二切断阀和第二流量调节阀；
所述助燃空气管路上设置有相互串联的第一鼓风机、温度传感器、第三流量传感器、第三压力传感器和第三流量调节阀；
所述助燃空气管路的进气端还并联有烟气管路和空气管路，所述烟气管路与所述油气两用锅炉连接，所述烟气管路设置有第四流量调节阀，所述空气管路设置有第五流量调节阀。
在一种可能的设计中，所述油气两用锅炉包括：燃烧器和炉膛；
所述热解气管路并联有热解气支路，所述热解气管路和所述热解气支路均与所述燃烧器连接，所述热解气支路上设置有相互串联的第一电磁阀和第一手动阀；
所述生物油管路上还设置有与所述第二流量调节阀串联的第二手动阀以及与所述第二流量调节阀并联的第三手动阀；
所述炉膛上设置有对称设置的两个火焰检测器。
在一种可能的设计中，所述控制系统还包括：点火支路和两条冷却支路；
所述点火支路和所述两条冷却支路均连接有第二鼓风机；
所述点火支路上设置有第二电磁阀，所述点火支路和所述燃烧器连接；
所述两条冷却支路中的每一条冷却支路均设置有第四手动阀，所述两条冷却支路中的每一条冷却支路均与所述两个火焰检测器中的一个火焰检测器连接。
在一种可能的设计中，所述生物油管路上还设置有相互并联的手动阀组件和回油管路，所述手动阀组件包括两个相互并联的第五手动阀；
所述第二流量传感器分别与所述手动阀组件和所述回油管路连接。
由上述方案可知，当油气两用锅炉的负荷需求由第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据第一设定负荷需求和第二设定负荷需求的比值，确定在油气两用锅炉的负荷需求为第二设定负荷需求时且在油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量，如此可以不用调节热解气流量，只需控制生物油流量和助燃空气流量的变化即可，从而能够降低油气两用锅炉燃烧控制的难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的油气两用锅炉燃烧的控制方法的流程图；
图2是本发明另一个实施例提供的油气两用锅炉燃烧的控制方法的流程图；
图3是本发明一个实施例提供的油气两用锅炉燃烧的控制系统的结构示意图。
附图说明：
10-油气两用锅炉；
101-燃烧器；
102-炉膛；
103-火焰检测器；
104-点火电极；
20-热解气管路；
201-第一流量传感器；
202-第一压力传感器；
203-第一切断阀；
204-第一流量调节阀；
30-生物油管路；
301-第二流量传感器；
302-第二压力传感器；
303-第二切断阀；
304-第二流量调节阀；
305-第二手动阀；
306-第三手动阀；
307-手动阀组件；
307a-第五手动阀；
308-回油管路；
308a-回油罐；
40-助燃空气管路；
401-第一鼓风机；
402-温度传感器；
403-第三流量传感器；
404-第三压力传感器；
405-第三流量调节阀；
406-烟气管路；
406a-第四流量调节阀；
407-空气管路；
407a-第五流量调节阀；
50-热解气支路；
501-第一电磁阀；
502-第一手动阀；
60-点火支路；
601-第二电磁阀；
70-冷却支路；
701-第四手动阀；
80-第二鼓风机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种油气两用锅炉燃烧的控制方法，该油气两用锅炉燃烧的控制方法包括：
步骤101、确定油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量；
步骤102、确定油气两用锅炉的第一设定负荷需求，根据第一设定负荷需求确定油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量；
步骤103、根据热解气流量和生物油流量按照设定公式确定通入的助燃空气流量；
步骤104、当油气两用锅炉的负荷需求由第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据第一设定负荷需求和第二设定负荷需求的比值，确定在油气两用锅炉的负荷需求为第二设定负荷需求时且在油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量。
在本发明实施例中，当油气两用锅炉的负荷需求由第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据第一设定负荷需求和第二设定负荷需求的比值，确定在油气两用锅炉的负荷需求为第二设定负荷需求时且在油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量，如此可以不用调节热解气流量，只需控制生物油流量和助燃空气流量的变化即可，从而能够降低油气两用锅炉燃烧控制的难度。
在本发明一个实施例中，在当油气两用锅炉的负荷需求由第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据第一设定负荷需求和第二设定负荷需求的比值，确定在油气两用锅炉的负荷需求为第二设定负荷需求时且在油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量之后，包括：
按照在油气两用锅炉的负荷需求为第二设定负荷需求时且在油气两用锅炉燃烧稳定时通入的助燃空气流量对助燃空气流量进行调节；
当通入的助燃空气流量稳定时，按照在油气两用锅炉的负荷需求为第二设定负荷需求时且在油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量对生物油流量进行调节。
在本发明实施例中，当油气两用锅炉的负荷需求由第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，为保证在调负荷的过程中油气两用锅炉中通入的生物油流量保持过量，因此需要先对助燃空气流量按照与第二设定负荷需求相对应的助燃空气流量进行调节，然后再按照相同比例对生物油流量进行调节。
在本发明一个实施例中，在根据热解气流量和生物油流量按照设定公式确定通入的助燃空气流量之后，包括：
将部分热解气和点火空气通入到油气两用锅炉的燃烧器中，利用燃烧器中的点火电极进行点火；
利用对称设置于油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测；
在两个火焰检测器均检测到火焰信号时，按照确定的助燃空气流量向燃烧器输送助燃空气；
按照确定的热解气流量向燃烧器输送热解气；
当炉膛的温度达到设定温度时，按照确定的生物油流量向燃烧器输送生物油。
在本发明实施例中，通过对称设置于油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测，可以实现对炉膛火焰燃烧的稳定性更加精确的判断；当确定炉膛火焰燃烧稳定后，按照先通热解气后通生物油的控制顺序向燃烧器中供给，从而实现了油气两用锅炉燃烧的平衡稳定。
在本发明一个实施例中，在利用对称设置于油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测之后，包括：
向两个火焰检测器通入空气，其中，向两个火焰检测器通入的空气和向燃烧器通入的点火空气由同一个鼓风机鼓入。
在本发明实施例中，由于一般的火焰检测器的耐高温极限通常比炉膛火焰的温度较低一些，因此为防止火焰检测器的损坏或尽量延长火焰检测器的使用寿命，可以向两个火焰检测器通入空气(即火焰检测器具有风冷通道，图中未示出)。进一步地，为使控制系统的结构更加紧凑，可以利用同一个鼓风机来实现点火空气的供给和用于使火焰检测器降温的冷却空气的供给。
在本发明一个实施例中，在当炉膛的温度达到设定温度时，按照确定的生物油流量向燃烧器输送生物油之后，包括：
在两个火焰检测器中的至少一个火焰检测器检测不到火焰信号时，停止向燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在向燃烧器输送热解气的热解气管路中的压力低于设定热解气压力时，停止向燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在油气两用锅炉的水位高于第一设定高度或低于第二设定高度时，停止向燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在油气两用锅炉产出的蒸汽压力高于设定蒸汽压力时，停止向燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
燃烧器周围设置有气体探测器，当气体探测器检测到有可燃和/或有毒气体泄漏时，停止向燃烧器输送热解气和生物油。
在本发明实施例中，当控制系统出现上述至少一个不安全情形时，为保证运行安全，均需要停止向燃烧器输送热解气和生物油。其中，设定蒸汽压力例如可以是4Kpa。
在本发明一个实施例中，设定公式为：
F助燃空气＝K1*F热解气+K2*F生物油；
其中，F助燃空气为通入油气两用锅炉中的助燃空气流量；
F热解气为油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量；
F生物油为油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量；
K1为热解气流量的比例系数且为已知数；
K2为生物油流量的比例系数且为已知数。
在本发明实施例中，根据第一设定负荷需求确定油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量后，可以再根据上述公式确定通入的助燃空气流量，如此利于油气两用锅炉燃烧的有效控制，从而降低了油气两用锅炉燃烧的控制难度。
如图2所示，本发明另一实施例还提供了一种油气两用锅炉燃烧的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
步骤201、确定所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量。
根据实际需要，确定油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量F热解气。并规定在油气两用锅炉燃烧稳定时，向油气两用锅炉中通入的热解气流量不发生变化，如此可以只考虑生物油流量F生物油和助燃空气流量F助燃空气。
步骤202、确定所述油气两用锅炉的第一设定负荷需求，根据所述第一设定负荷需求确定所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量。
由于油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量保持不变，因此可以根据第一设定负荷需求和热解气能够产生的总负荷来计算出由生物油能够产生的总负荷，再根据单位流量生物油能够产生的负荷，来确定油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量。
步骤203、根据所述热解气流量和所述生物油流量按照设定公式确定通入的助燃空气流量。
例如，该设定公式可以是：
F助燃空气＝K1*F热解气+K2*F生物油；
其中，F助燃空气为通入油气两用锅炉中的助燃空气流量；
F热解气为油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量；
F生物油为油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量；
K1为热解气流量的比例系数且为已知数；
K2为生物油流量的比例系数且为已知数。
步骤204、将部分热解气和点火空气通入到所述油气两用锅炉的燃烧器中，利用所述燃烧器中的点火电极进行点火。
热解气利于点火，因此可以利用点火电极对热解气和空气进行点火。
步骤205、利用对称设置于所述油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测。
通过对称设置于油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测，可以实现对炉膛火焰燃烧的稳定性更加精确的判断。
步骤206、向所述两个火焰检测器通入空气。
为防止火焰检测器的损坏或尽量延长火焰检测器的使用寿命，可以向两个火焰检测器通入空气(即火焰检测器具有风冷通道，图中未示出)。进一步地，为使控制系统的结构更加紧凑，可以利用同一个鼓风机来实现点火空气的供给和用于使火焰检测器降温的冷却空气的供给。
步骤207、在所述两个火焰检测器均检测到火焰信号时，按照确定的所述助燃空气流量向所述燃烧器输送助燃空气。
当确定炉膛火焰燃烧稳定后，按照先通热解气后通生物油的控制顺序向燃烧器中供给，从而实现了油气两用锅炉燃烧的平衡稳定。
步骤208、按照确定的所述热解气流量向所述燃烧器输送热解气。
步骤209、当所述炉膛的温度达到设定温度时，按照确定的所述生物油流量向燃烧器输送生物油。
例如，该设定温度可以是500℃，此时炉膛的温度足以将生物油进行燃烧。另外，当炉膛的温度达到设定温度时，可以认为油气两用锅炉已经完成点火程序，此时可以将向燃烧器输送部分热解气和输送点火空气的管路隔断，例如关闭该管路上的阀门，从而可主要根据生物油来增加或调节负荷。
步骤210、当所述油气两用锅炉的负荷需求由所述第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据所述第一设定负荷需求和所述第二设定负荷需求的比值，确定在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量。
例如，第一设定负荷需求为A1，与第一设定负荷需求对应的生物油流量为B1，与第一设定负荷需求对应的空气流量为C1，当第一设定负荷需求A1变化到第二设定负荷需求A2时，与第二设定负荷需求对应的生物油流量为B2，与第二设定负荷需求对应的空气流量为C2，由此可得：B2＝B1*A2/A1，C2＝C1*A2/A1。
步骤211、按照在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的助燃空气流量对助燃空气流量进行调节。
为保证在调负荷的过程中油气两用锅炉中通入的生物油流量保持过量，因此需要先对助燃空气流量按照与第二设定负荷需求相对应的助燃空气流量进行调节，即先将助燃空气流量C1调节到助燃空气流量C2。
步骤212、当通入的助燃空气流量稳定时，按照在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量对生物油流量进行调节。
待助燃空气流量输入稳定后，再将生物油流量B1调节到生物油流量B2。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种采用如上述内容提及到的油气两用锅炉燃烧的控制方法的控制系统，该控制系统包括：油气两用锅炉10、热解气管路20、生物油管路30和助燃空气管路40；
油气两用锅炉10分别与热解气管路20、生物油管路30和助燃空气管路40连接；
热解气管路20上设置有相互串联的第一流量传感器201、第一压力传感器202、第一切断阀203和第一流量调节阀204；
生物油管路30上设置有相互串联的第二流量传感器301、第二压力传感器302、第二切断阀303和第二流量调节阀304；
助燃空气管路40上设置有相互串联的第一鼓风机401、温度传感器402、第三流量传感器403、第三压力传感器404和第三流量调节阀405；
助燃空气管路40的进气端还并联有烟气管路406和空气管路407，烟气管路406与油气两用锅炉10连接，烟气管路406设置有第四流量调节阀406a，空气管路407设置有第五流量调节阀407a。
在本发明实施例中，第一流量调节阀204用于调节由热解气管路20向油气两用锅炉10中输送的热解气流量，第一流量传感器201用于实时监测热解气管路20中的热解气流量，通过设置第一流量传感器201和第一流量调节阀204来实现热解气流量的PID调节。第一压力传感器202用于实时监测热解气管路20中的气压，第一切断阀203用于当遇到上文提及到的至少一个不安全情形时切断热解气管路20的热解气供给，以使控制系统处于安全。同理，生物油管路30上的各部件的功能作用在此不进行赘述。
此外，助燃空气管路40上设置的温度传感器402可根据实际需求来调节第四流量调节阀406a和第五流量调节阀407a的阀门开度，以实现助燃空气能够按照设定温度向油气两用锅炉10供给。
在本发明一个实施例中，油气两用锅炉10包括：燃烧器101和炉膛102；
热解气管路20并联有热解气支路50，热解气管路20和热解气支路50均与燃烧器101连接，热解气支路50上设置有相互串联的第一电磁阀501和第一手动阀502；
生物油管路30上还设置有与第二流量调节阀304串联的第二手动阀305以及与第二流量调节阀304并联的第三手动阀306；
炉膛102上设置有对称设置的两个火焰检测器103，燃烧器101内设置有点火电极104。
在本发明实施例中，在热解气支路50上设置有相互串联的第一电磁阀501和第一手动阀502，不仅可以实现热解气支路50的热解气自动通断，还能当第一电磁阀501出现故障时，通过人工旋拧第一手动阀502也能实现热解气支路50的热解气通断。同理，生物油管路30上的第二手动阀305的功能作用和第一手动阀502的功能作用一致，在此不进行赘述。但是，当第二手动阀305和第二流量调节阀304均出现故障时，通过人工旋拧第三手动阀306也能实现生物油管路30的生物油通断，从而增加了生物油管路30的运行可靠性。
另外，火焰检测器103和点火电极104的功能作用在上文已经进行说明，在此不在进行赘述。
需要说明的是，热解气支路50和热解气管路20均连接于共同的热解气气源，当油气两用锅炉10进行点火时，开启热解气支路50；当油气两用锅炉10进行稳定燃烧时，关闭热解气支路50且开启热解气管路20。通常而言，热解气管路20的管路内径要大于热解气支路50的管路内径，这是因为在油气两用锅炉10点火阶段不需要过多的热解气，而在油气两用锅炉10稳定燃烧时则可消耗较大流量的热解气来用于负荷需求(这是因为热解气存储不经济，一般是即产生即消耗，而生物油存储相对较为容易，因此即使负荷需求改变时，热解气的供给流量也保持不变，只改变生物油的供给流量即可通过控制生物油的流量来进行负荷调整)。
在本发明一个实施例中，控制系统还包括：点火支路60和两条冷却支路70；
点火支路60和两条冷却支路70均连接有第二鼓风机80；
点火支路60上设置有第二电磁阀601，点火支路60和燃烧器101连接；
两条冷却支路70中的每一条冷却支路70均设置有第四手动阀701，两条冷却支路70中的每一条冷却支路70均与两个火焰检测器103中的一个火焰检测器103连接。
在本发明实施例中，通过设置第二电磁阀601可实现点火支路60中空气的通断，当然也可增设手动阀。此外，点火支路60和冷却支路70的功能作用在上文已经进行说明，在此不在进行赘述。
在本发明一个实施例中，生物油管路30上还设置有相互并联的手动阀组件307和回油管路308，手动阀组件307包括两个相互并联的第五手动阀307a；
第二流量传感器301分别与手动阀组件307和回油管路308连接。
在本发明实施例中，通过设置手动阀组件307，可进一步增加生物油管路30的运行可靠性，且可以防止生物油的回流。当向油气两用锅炉10通入的生物油流量过量时，需要降低生物油流量，此时可以使生物油回流到回油管路308中。进一步地，回油管路308上可以设置回油罐308a，如此有利于增加回油管路308的储油能力。
综上所述，本发明各个所述实施例所提供的油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统，至少具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，当油气两用锅炉的负荷需求由第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据第一设定负荷需求和第二设定负荷需求的比值，确定在油气两用锅炉的负荷需求为第二设定负荷需求时且在油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量，如此可以不用调节热解气流量，只需控制生物油流量和助燃空气流量的变化即可，从而能够降低油气两用锅炉燃烧控制的难度。
2、在本发明实施例中，当油气两用锅炉的负荷需求由第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，为保证在调负荷的过程中油气两用锅炉中通入的生物油流量保持过量，因此需要先对助燃空气流量按照与第二设定负荷需求相对应的助燃空气流量进行调节，然后再按照相同比例对生物油流量进行调节。
3、在本发明实施例中，通过对称设置于油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测，可以实现对炉膛火焰燃烧的稳定性更加精确的判断；当确定炉膛火焰燃烧稳定后，按照先通热解气后通生物油的控制顺序向燃烧器中供给，从而实现了油气两用锅炉燃烧的平衡稳定。
4、在本发明实施例中，由于一般的火焰检测器的耐高温极限通常比炉膛火焰的温度较低一些，因此为防止火焰检测器的损坏或尽量延长火焰检测器的使用寿命，可以向两个火焰检测器通入空气(即火焰检测器具有风冷通道，图中未示出)。进一步地，为使控制系统的结构更加紧凑，可以利用同一个鼓风机来实现点火空气的供给和用于使火焰检测器降温的冷却空气的供给。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由若干个物理实体实现，或者，可以由若干个独立设备中的某些部件共同实现。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“若干个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述若干个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.油气两用锅炉燃烧的控制方法，其特征在于，包括：
确定所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量；
确定所述油气两用锅炉的第一设定负荷需求，根据所述第一设定负荷需求确定所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量；
根据所述热解气流量和所述生物油流量按照设定公式确定通入的助燃空气流量；
当所述油气两用锅炉的负荷需求由所述第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据所述第一设定负荷需求和所述第二设定负荷需求的比值，确定在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述当所述油气两用锅炉的负荷需求由所述第一设定负荷需求变化到第二设定负荷需求时，根据所述第一设定负荷需求和所述第二设定负荷需求的比值，确定在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量和通入的助燃空气流量之后，包括：
按照在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的助燃空气流量对助燃空气流量进行调节；
当通入的助燃空气流量稳定时，按照在所述油气两用锅炉的负荷需求为所述第二设定负荷需求时且在所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量对生物油流量进行调节。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述热解气流量和所述生物油流量按照设定公式确定通入的助燃空气流量之后，包括：
将部分热解气和点火空气通入到所述油气两用锅炉的燃烧器中，利用所述燃烧器中的点火电极进行点火；
利用对称设置于所述油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测；
在所述两个火焰检测器均检测到火焰信号时，按照确定的所述助燃空气流量向所述燃烧器输送助燃空气；
按照确定的所述热解气流量向所述燃烧器输送热解气；
当所述炉膛的温度达到设定温度时，按照确定的所述生物油流量向燃烧器输送生物油。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在所述利用对称设置于所述油气两用锅炉的炉膛上的两个火焰检测器对点火后的火焰进行检测之后，包括：
向所述两个火焰检测器通入空气，其中，向所述两个火焰检测器通入的空气和向所述燃烧器通入的点火空气由同一个鼓风机鼓入。
5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在所述当所述炉膛的温度达到设定温度时，按照确定的所述生物油流量向所述燃烧器输送生物油之后，包括：
在所述两个火焰检测器中的至少一个火焰检测器检测不到火焰信号时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在向所述燃烧器输送热解气的热解气管路中的压力低于设定热解气压力时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在所述油气两用锅炉的水位高于第一设定高度或低于第二设定高度时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
在所述油气两用锅炉产出的蒸汽压力高于设定蒸汽压力时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油；
和/或，
所述燃烧器周围设置有气体探测器，当所述气体探测器检测到有可燃和/或有毒气体泄漏时，停止向所述燃烧器输送热解气和生物油。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述设定公式为：
F助燃空气＝K1*F热解气+K2*F生物油；
其中，F助燃空气为通入所述油气两用锅炉中的助燃空气流量；
F热解气为所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的热解气流量；
F生物油为所述油气两用锅炉燃烧稳定时通入的生物油流量；
K1为热解气流量的比例系数且为已知数；
K2为生物油流量的比例系数且为已知数。
7.采用如权利要求1-6中任一项所述的油气两用锅炉燃烧的控制方法的控制系统，其特征在于，包括：油气两用锅炉、热解气管路、生物油管路和助燃空气管路；
所述油气两用锅炉分别与所述热解气管路、所述生物油管路和所述助燃空气管路连接；
所述热解气管路上设置有相互串联的第一流量传感器、第一压力传感器、第一切断阀和第一流量调节阀；
所述生物油管路上设置有相互串联的第二流量传感器、第二压力传感器、第二切断阀和第二流量调节阀；
所述助燃空气管路上设置有相互串联的第一鼓风机、温度传感器、第三流量传感器、第三压力传感器和第三流量调节阀；
所述助燃空气管路的进气端还并联有烟气管路和空气管路，所述烟气管路与所述油气两用锅炉连接，所述烟气管路设置有第四流量调节阀，所述空气管路设置有第五流量调节阀。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述油气两用锅炉包括：燃烧器和炉膛；
所述热解气管路并联有热解气支路，所述热解气管路和所述热解气支路均与所述燃烧器连接，所述热解气支路上设置有相互串联的第一电磁阀和第一手动阀；
所述生物油管路上还设置有与所述第二流量调节阀串联的第二手动阀以及与所述第二流量调节阀并联的第三手动阀；
所述炉膛上设置有对称设置的两个火焰检测器。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：点火支路和两条冷却支路；
所述点火支路和所述两条冷却支路均连接有第二鼓风机；
所述点火支路上设置有第二电磁阀，所述点火支路和所述燃烧器连接；
所述两条冷却支路中的每一条冷却支路均设置有第四手动阀，所述两条冷却支路中的每一条冷却支路均与所述两个火焰检测器中的一个火焰检测器连接。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述生物油管路上还设置有相互并联的手动阀组件和回油管路，所述手动阀组件包括两个相互并联的第五手动阀；
所述第二流量传感器分别与所述手动阀组件和所述回油管路连接。
CN202010470673.9A 2020-05-28 2020-05-28 油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统 Active CN111664469B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010470673.9A CN111664469B (zh) 2020-05-28 2020-05-28 油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010470673.9A CN111664469B (zh) 2020-05-28 2020-05-28 油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111664469A true CN111664469A (zh) 2020-09-15
CN111664469B CN111664469B (zh) 2022-05-31

Family

ID=72385286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010470673.9A Active CN111664469B (zh) 2020-05-28 2020-05-28 油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111664469B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009109067A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Miura Co Ltd 混焼バーナおよびボイラ
CN103486607A (zh) * 2013-09-30 2014-01-01 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 混烧锅炉的燃料自动调整系统及方法
CN103676648A (zh) * 2012-09-10 2014-03-26 上海迪吉特控制系统有限公司 多燃料混烧锅炉燃料自适应控制系统
CN107795982A (zh) * 2017-10-29 2018-03-13 农业部规划设计研究院 一种生物质热解油和热解气混合燃烧工艺
CN108397773A (zh) * 2018-03-02 2018-08-14 农业部规划设计研究院 一种生物质热解油气混燃设备
CN110160082A (zh) * 2019-04-28 2019-08-23 新奥科技发展有限公司 一种燃料气燃烧控制方法、系统及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009109067A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Miura Co Ltd 混焼バーナおよびボイラ
CN103676648A (zh) * 2012-09-10 2014-03-26 上海迪吉特控制系统有限公司 多燃料混烧锅炉燃料自适应控制系统
CN103486607A (zh) * 2013-09-30 2014-01-01 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 混烧锅炉的燃料自动调整系统及方法
CN107795982A (zh) * 2017-10-29 2018-03-13 农业部规划设计研究院 一种生物质热解油和热解气混合燃烧工艺
CN108397773A (zh) * 2018-03-02 2018-08-14 农业部规划设计研究院 一种生物质热解油气混燃设备
CN110160082A (zh) * 2019-04-28 2019-08-23 新奥科技发展有限公司 一种燃料气燃烧控制方法、系统及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国石油天然气集团公司人事服务中心: "《锅炉运行值班员》", 30 April 2007, 中国石油大学出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111664469B (zh) 2022-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6640548B2 (en) Apparatus and method for combusting low quality fuel
US20120036863A1 (en) Method, apparatus and system for delivery of wide range of turbine fuels for combustion
CN102187155B (zh) 用于在含碳燃料汽化情况下点燃和运行燃烧器的方法
CN102165257B (zh) 用于加料控制的方法、系统和设备
US8282389B2 (en) Modular flare stack and method of flaring waste gas
US9500127B2 (en) Power plant and method for its operation
CN108397773B (zh) 一种生物质热解油气混燃设备
CN104456557B (zh) 生活垃圾焚烧炉用燃气燃烧器系统
CN101776280B (zh) 一种燃气锅炉用三气混烧调量方法
CN111664469B (zh) 油气两用锅炉燃烧的控制方法及控制系统
US20040175663A1 (en) Method for combusting fuel in a fired heater
CN103776051B (zh) 一种瓦斯气燃烧控制方法
US9523039B2 (en) Upgrading coal and other carbonaceous fuels using a lean fuel gas stream from a pyrolysis step
CN102537969B (zh) 等离子体燃气复合点火的方法和煤粉燃烧器
CN101479532B (zh) 使用氧气来扩大燃烧器的燃烧能力
CN211734264U (zh) 一种固体热载体炉双燃料负荷平稳切换的控制系统
CN110055115B (zh) 一种两段式生物质气化发电系统的启停方法
KR200482472Y1 (ko) 열원 공급장치
NL2033569B1 (en) Flameless combustion of hydrocarbons
CN211781057U (zh) 一种生物质油燃烧系统
KR20020008898A (ko) 매립지 가스의 측정방법 및 고온 처리장치
Barrett et al. Corn residue furnace emissions
CN113136223A (zh) 一种固体热载体炉双燃料负荷平稳切换的控制系统
Surjosatyo et al. Study on Different Gas Outlet Positions in Measurement of Gravimetric Tar Contents in Biomass Updraft Gasifier
CN115727346A (zh) 一种自吸式燃料预热预燃供应装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant