CN112413634A - 一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，在机组升降负荷过程中，根据对应层煤量控制主燃烧器二次风风门开度，根据对应锅炉负荷控制燃尽风风门开度，分别控制上、下层燃尽风风门开度，先开启下层燃尽风风门，再逐步开启上层燃尽风风门，最后使两层燃尽风同时作用于炉膛。本发明通过控制各层二次风箱的风门开度投入自动，提高了调风的准确度和反应及时性，提高了燃料燃烧的稳定性，也保证了机组运行的安全和经济运行。

Description

一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法
技术领域
本发明属于电站锅炉的二次风控制技术领域，涉及一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法。
背景技术
对于前后墙对冲型旋流燃烧器，常规的二次风量控制策略是：各层燃烧器的风量由对应风箱设置的调节挡板来控制，主要控制该层燃烧器对应煤量下风量，保证燃烧的稳定性；而送风机来控制风箱压力，保证风箱内的二次风有足够的刚性以提高燃烧器喷口处气流的湍流度，强化传热。但机组在实际运行过程中，由于烟风系统的设计优化，各层燃烧器二次风风道布置紧凑，使得各层风箱配置的风量测量装置无法准确测量二次风量，最终致各层燃烧器二次风无法满足机组的协调自动投入。
目前火电机组锅炉的控制策略中，燃煤控制跟踪机组负荷进行调节，二次风按照经验和习惯进行手动配比，由于人工经验调节燃烧配风的准确度不高及反应不及时，导致局部燃烧区域风量过大或缺氧燃烧，引起炉内燃烧不稳,导致机组经济性降低，严重时还会造成锅炉灭火等技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，解决了现有二次风控制方法调风准确度低、反应不及时，引起炉内燃烧不稳的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，在机组升降负荷过程中，根据对应层煤量控制主燃烧器二次风风门开度，根据对应锅炉负荷控制燃尽风风门开度，分别控制上、下层燃尽风风门开度，先开启下层燃尽风风门，再逐步开启上层燃尽风风门，最后使两层燃尽风同时作用于炉膛。
本发明的技术特征还在于，
根据对应层煤量控制主燃烧器二次风风门开度的过程中，主燃烧器二次风风门开度与对应层煤量的关系式如下：
X二次风＝Xmin+(M0/M额定)×(Xmax-Xmin)×K
式中，X二次风表示主燃烧器二次风风门开度，Xmin表示主燃烧器二次风风门开度下限，Xmax表示主燃烧器二次风风门开度上限，M0表示实际运行层燃烧器对应给煤机煤量，M额定表示燃烧器对应制粉系统额定出力，K表示煤质校核系数，K＝Qnet，ar实际煤质/Qnet，ar设计煤质，Qnet，ar实际煤质表示实际煤质的收到基低位发热量，Qnet，ar设计煤质表示设计煤质的收到基低位发热量。
锅炉主控控制燃料主控，燃料主控跟踪给煤量，手操器根据主燃烧器二次风风门开度与对应层煤量的关系式控制X二次风。
根据对应锅炉负荷控制燃尽风风门开度过程中，上层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式如下：
Figure BDA0002738407720000021
式中，X上表示上层燃尽风风门开度，Q0表示实际锅炉运行主蒸汽流量，Q额定表示锅炉额定主蒸汽流量，Xmax1表示上层燃尽风风门开度上限，Xmin1表示上层燃尽风风门开度下限。
根据对应锅炉负荷控制燃尽风风门开度过程中，下层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式如下：
X下＝Xmin2+(Q0/Q额定)×(Xmax2-Xmin2)
式中，X下表示下层燃尽风风门开度，Xmax2表示下层燃尽风风门开度上限，Xmin2表示下层燃尽风风门开度下限。
采用汽机主控控制实际锅炉运行主蒸汽流量Q0，手操器根据上层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式控制上层燃尽风风门开度，根据下层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式控制下层燃尽风风门开度。
本发明的有益效果是，通过协调控制汽机主控和锅炉主控，锅炉主控控制燃料主控，燃料主控跟踪给煤量，手操器根据主燃烧器二次风风门开度与对应层煤量的关系式控制二次风风门开度，采用汽机主控控制实际锅炉运行主蒸汽流量，手操器根据上、下层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式控制上、下层燃尽风风门开度，解决了目前电厂普遍存在因二次风量测不准而无法正常投入自动控制的问题，本发明通过控制各层二次风箱的风门开度投入自动，提高了调风的准确度和反应及时性，提高了燃料燃烧的稳定性，也保证了机组运行的安全和经济运行。
附图说明
图1是本发明一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
按照锅炉二次风在机组运行中的作用，可以分为主燃烧器二次风和燃尽风，主燃烧器二次风的作用是提供煤粉燃烧所需的氧量，根据该层燃烧器的煤量，再结合煤粉燃烧情况及结焦情况来确定；燃尽风的作用是控制NOx生成量。
本发明一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，参照图1，在机组升降负荷过程中，通过协调控制汽机主控和锅炉主控，进而控制燃尽风开度和主燃烧器的二次风开度，燃尽风开度即燃尽风风门开度，二次风开度即二次风风门开度。根据对应层煤量控制主燃烧器二次风风门开度，根据对应锅炉负荷控制燃尽风风门开度，分别控制上、下层燃尽风风门开度。
关于主燃烧器二次风风门开度，考虑到未投用的燃烧器需投用少量冷却风以保证燃烧器的安全运行，同时风箱与炉膛需保证一定差压，所有燃烧器的二次风门可调节范围需保证再在Xmin～Xmax％内；同理，对于配置液压加载型磨煤机，为了防止磨煤机低负荷期间振动，制粉系统运行时必须保证最小给煤量运行，因此燃烧器对应的给煤机煤量范围保持在Mmin～M额定t/h，Mmin和M额定分别表示给煤机最少煤量和额定煤量。具体控制过程如下：
锅炉主控控制燃料主控，燃料主控跟踪对应层给煤量，手操器根据主燃烧器二次风风门开度与对应层煤量的关系式(即折线函数)控制X二次风，主燃烧器二次风风门开度与对应层煤量的关系式如下：
X二次风＝Xmin+(M0/M额定)×(Xmax-Xmin)×K
式中，X二次风表示主燃烧器二次风风门开度，Xmin表示主燃烧器二次风风门开度下限，Xmax表示主燃烧器二次风风门开度上限，M0表示实际运行层燃烧器对应给煤机煤量，M额定表示燃烧器对应制粉系统额定出力，K表示煤质校核系数，K＝Qnet，ar实际煤质/Qnet，ar设计煤质，Qnet，ar实际煤质表示实际煤质的收到基低位发热量，Qnet，ar设计煤质表示设计煤质的收到基低位发热量。
本发明通过燃烧调整，确定不同煤量对应下的二次风门的开度，此对应关系下的风煤比保证了机组运行的安全、经济运行。
关于上、下层燃尽风风门开度，两层燃尽风的控制主要参考飞灰含碳量及炉膛出口NOx的量，燃尽风开度应该对应锅炉负荷(主蒸汽流量Q)，低负荷期间燃尽风的开启在兼顾NOx的生成量的同时，应重点考虑燃料燃烧的稳定性。所以设置的两层燃尽风应逐步开启，在整个负荷增加的过程中，下层燃尽风首先开启，达到一定开度后上层燃尽风逐步开启，最后达到两层燃尽风同时作用控制炉膛出口NOx的生成，具体控制过程如下：
采用汽机主控控制实际锅炉运行主蒸汽流量Q0，即机组的实际负荷，锅炉的实际负荷，手操器根据上层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式(即折线函数)控制上层燃尽风风门开度，根据下层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式(即折线函数)控制下层燃尽风风门开度，上层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式如下：
Figure BDA0002738407720000051
式中，X上表示上层燃尽风风门开度，Q0表示实际锅炉运行主蒸汽流量，Q额定表示锅炉额定主蒸汽流量，Xmax1表示上层燃尽风风门开度上限，Xmin1表示上层燃尽风风门开度下限。
下层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式如下：
X下＝Xmin2+(Q0/Q额定)×(Xmax2-Xmin2)
式中，X下表示下层燃尽风风门开度，Xmax2表示下层燃尽风风门开度上限，Xmin2表示下层燃尽风风门开度下限。
汽机主控是指在大型汽包炉以及直流炉的机组中起接受外部负荷要求指令，并发出使机炉调节系统协调动作的指挥信号的控制系统。汽机主控回路相当于负荷指令处理回路(单元主控)与DEH系统(电液调节系统)之间的接口，通过DEH系统改变汽机调汽门开度，使进入汽机的蒸汽量与机组的负荷指令相适应，从而协调机炉之间的能量需求。锅炉主控，即锅炉的主控制室，锅炉主控DCS跟踪调节的是锅炉主汽压力。

Claims (6)

1.一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，其特征在于，在机组升降负荷过程中，根据对应层煤量控制主燃烧器二次风风门开度，根据对应锅炉负荷控制燃尽风风门开度，分别控制上、下层燃尽风风门开度，先开启下层燃尽风风门，再逐步开启上层燃尽风风门，最后使两层燃尽风同时作用于炉膛。
2.根据权利要求1所述的一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，其特征在于，根据对应层煤量控制主燃烧器二次风风门开度的过程中，主燃烧器二次风风门开度与对应层煤量的关系式如下：
X二次风＝Xmin+(M0/M额定)×(Xmax-Xmin)×K
式中，X二次风表示主燃烧器二次风风门开度，Xmin表示主燃烧器二次风风门开度下限，Xmax表示主燃烧器二次风风门开度上限，M0表示实际运行层燃烧器对应给煤机煤量，M额定表示燃烧器对应制粉系统额定出力，K表示煤质校核系数，K＝Qnet，ar实际煤质/Qnet，ar设计煤质，Qnet，ar实际煤质表示实际煤质的收到基低位发热量，Qnet，ar设计煤质表示设计煤质的收到基低位发热量。
3.根据权利要求2所述的一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，其特征在于，锅炉主控控制燃料主控，燃料主控跟踪给煤量，手操器根据主燃烧器二次风风门开度与对应层煤量的关系式控制X二次风。
4.根据权利要求1或3所述的一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，其特征在于，根据对应锅炉负荷控制燃尽风风门开度过程中，上层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式如下：
Figure FDA0002738407710000011
式中，X上表示上层燃尽风风门开度，Q0表示实际锅炉运行主蒸汽流量，Q额定表示锅炉额定主蒸汽流量，Xmax1表示上层燃尽风风门开度上限，Xmin1表示上层燃尽风风门开度下限。
5.根据权利要求4所述的一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，其特征在于，根据对应锅炉负荷控制燃尽风风门开度过程中，下层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式如下：
X下＝Xmin2+(Q0/Q额定)×(Xmax2-Xmin2)
式中，X下表示下层燃尽风风门开度，Xmax2表示下层燃尽风风门开度上限，Xmin2表示下层燃尽风风门开度下限。
6.根据权利要求5所述的一种前后墙对冲燃煤电站锅炉的二次风控制方法，其特征在于，采用汽机主控控制实际锅炉运行主蒸汽流量Q0，手操器根据上层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式控制上层燃尽风风门开度，根据下层燃尽风风门开度与对应锅炉负荷的关系式控制下层燃尽风风门开度。
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