CN112443855A - 变负载过程中的氮氧化物控制方法、装置及煤燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变负载过程中的氮氧化物控制方法、装置及煤燃烧系统。该方法包括：获取负载指令，该负载指令中包括目标负载；根据所述目标负载计算校正后的风量输出值；根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值；基于所述目标输出值控制输送至所述燃煤锅炉中的风量。由于可以通过预设的动态调整系数来放大风量调整的幅度，因此在升负载和降负载的过程中，均能够降低风量调节速度与煤量调节速度之间的偏差，从而减少氮氧化物的产生。

Description

变负载过程中的氮氧化物控制方法、装置及煤燃烧系统

技术领域

本申请涉及燃煤锅炉的污染气体排放控制领域，尤其涉及变负载过程中的氮氧化物控制方法、装置及煤燃烧系统。

背景技术

在工业生产和燃煤发电等过程中，可以通过燃煤锅炉进行煤燃烧来提供热能。燃煤锅炉在进行煤燃烧时，需要向其中通入煤和风，而所通入的煤量和风量通常根据燃煤锅炉的负载大小来确定，比如当燃煤锅炉的负载为某个值时，向燃煤锅炉中通入某个煤量以及与该煤量相匹配的风量。

然而，在实际应用中，燃煤锅炉的负载大小往往会随时间出现变化，而煤量的调节速度通常会快于风量的调节速度，此时可能会导致所通入的煤量和风量之间的匹配出现偏差，因此而产生过多的氮氧化物。

发明内容

本申请实施例提供变负载过程中的氮氧化物控制方法、装置及煤燃烧系统，用于解决现有技术中的问题。

本申请实施例提供了一种燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制方法，包括：

获取负载指令，其中，所述负载指令中包括目标负载；

根据所述目标负载计算校正后的风量输出值；

根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值；

基于所述目标输出值控制输送至所述燃煤锅炉中的风量。

优选的，在根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值之前，所述方法还包括：

根据所述目标负载与所述燃煤锅炉实际负载的差值大小，计算所述预设的动态调整系数。

优选的，根据所述目标负载与所述燃煤锅炉实际负载的差值大小，计算所述预设的动态调整系数，具体包括：

当所述目标负载与所述实际负载差值的绝对值小于或等于预设阈值时，所述预设的动态调整系数取值为1；

当所述燃煤锅炉处于升负载过程，且所述目标负载与所述实际负载差值的绝对值大于所述预设阈值，所述预设的动态调整系数取值为大于1的第一动态调整系数；或，

当所述燃煤锅炉处于降负载过程，且所述目标负载与所述实际负载差值的绝对值大于所述预设阈值，所述预设的动态调整系数取值为小于1的第二动态调整系数。

优选的，根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值，具体包括：

将所述预设的动态调整系数与所述风量输出值之间的乘积，作为计算得到的所述目标输出值。

优选的，获取负载指令，具体包括：

实时获取所述负载指令。

优选的，根据所述目标负载计算校正后的风量输出值，具体包括：

将所述目标负载输入至风量的预设计算公式，计算得到所述校正后的风量输出值；或，

根据风量与负载的对应关系以及所述目标负载，计算所述校正后的风量输出值。

本申请实施例还提供了一种燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制装置，包括：获取单元、风量校正输出值计算单元、风量目标输出值计算单元以及控制单元，其中：

所述获取单元，用于获取负载指令，其中，所述负载指令中包括目标负载；

所述风量校正输出值计算单元，用于根据所述目标负载计算校正后的风量输出值；

所述风量目标输出值计算单元，用于根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值；

所述控制单元，用于基于所述目标输出值控制输送至所述燃煤锅炉中的风量。

优选的，所述氮氧化物控制装置还包括：动态调整系数计算单元，用于根据所述目标负载与所述燃煤锅炉实际负载的差值大小，计算所述预设的动态调整系数。

本申请实施例还提供了一种煤燃烧系统，包括：燃煤锅炉、给煤装置、给风装置、负载设备以及氮氧化物控制装置，其中：

所述燃煤锅炉通过煤燃烧向所述负载设备提供热能；

所述给煤装置，用于向所述燃煤锅炉中输送待燃烧的煤；

所述氮氧化物控制装置，包括：获取单元、风量校正输出值计算单元、风量目标输出值计算单元以及控制单元，其中：所述获取单元，用于获取负载指令，其中，所述负载指令中包括所述负载设备的目标负载；所述风量校正输出值计算单元，用于根据所述目标负载计算校正后的风量输出值；所述风量目标输出值计算单元，用于根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值；所述控制单元，用于基于所述目标输出值控制所述给风装置输送至所述燃煤锅炉中的风量。

优选的，所述煤燃烧系统还包括：尾气排放设备和尾气脱硝系统。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

采用本申请实施例所提供燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制方法，在获取负载指令之后，根据负载指令中的目标负载计算校正后的风量输出值，然后根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值，并基于该目标输出值控制输送至燃煤锅炉中的风量。在得到目标输出值之后，可以基于该目标输出值控制输送至燃煤锅炉中的风量。由于可以通过预设的动态调整系数来放大风量调整的幅度，因此在升负载和降负载的过程中，均能够降低风量调节速度与煤量调节速度之间的偏差，从而减少氮氧化物的产生。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制方法的具体流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制装置的具体结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如前所示，由于向燃煤锅炉中通入煤量与风量需要相匹配，而在实际应用中，当燃煤锅炉的负载大小随时间出现变化时，煤量的调节速度通常会快于风量的调节速度，此时可能会导致所通入的煤量和风量之间的匹配出现偏差，因此而产生过多的氮氧化物。

基于此，本申请提供一种燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制方法，能够用于解决上述技术问题。如图1所示为燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制方法可以包括如下步骤：

步骤S11：获取负载指令，其中，该负载指令中包括目标负载。

这里的目标负载，可以是燃煤锅炉所连接的负载设备的目标负载，比如根据实际需求，需要将燃煤锅炉所连接负载设备目前的实际负载调整至目标负载。

对于获取负载指令的时机，可以周期性的(比如每隔一小时或半小时等)获取该负载指令，也可以实时获取该负载指令。通常为了更精准的对风量进行控制，可以采用实时获取负载指令的方式，比如实时监控用户是否输入目标负载，当用户输入目标负载时，生成该负载指令。

步骤S12：根据目标负载计算校正后的风量输出值。

当获取到负载指令时，说明需要对负载设备目前的实际负载进行调整，相应的也需要对风量和煤量进行调整，其中可以采用多种方式来根据目标负载计算出校正后的风量输出值。

方式一，将目标负载输入至风量的预设计算公式，计算得到校正后的风量输出值，其中该预设计算公式可以由历史数据，比如历史风量和历史负载，采用函数拟合等方式归纳总结所得到，因此将目标负载输入至该预设计算公式之后，可以将计算结果作为该校正后的风量输出值。

方式二，也可以根据风量与负载的对应关系以及该目标负载，计算所述校正后的风量输出值。其中，对于风量与负载的对应关系可以进行直接设定，在获取目标负载之后，根据该对应关系确定目标负载所对应的风量。

步骤S13：根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值。

其中，该预设的动态调整系数能够用于对校正后的风量输出值进行调整，从而计算得到风量的目标输出值，可以通过该预设的动态调整系数放大风量调整的幅度，因此对于该调整的结果，比如可以使得在升负载(即负载设备的负载不断增大，此时目标负载通常会大于或等于实际负载)的过程中，风量的目标输出值更大于校正后的风量输出值，从而进一步调大风量，使得风量的调节速度与煤量的调节速度之间的偏差降低；也可以使得在降负载(即负载设备的负载不断降低，此时目标负载通常会小于或等于实际负载)的过程中，风量的目标输出值更小于校正后的风量输出值，从而进一步调小风量，也使得风量的调节速度与煤量的调节速度之间的偏差降低。

因此，对于该预设的动态调整系数，其通常需要根据目标负载和燃煤锅炉的实际负载来确定，比如可以先计算目标负载与实际负载的差值，再根据该差值的大小计算预设的动态调整系数，具体方式可以为：

首先判断该差值的绝对值是否小于或等于预设阈值，若是，则说明目标负载和实际负载之间的差别较小，可能由于设备因素而导致的正常参数波动，此时可以将预设的动态调整系数取值设为1，并且在根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值时，直接将预设的动态调整系数乘以校正后的风量输出值，并将乘积作为风量的目标输出值。其中，对于该预设阈值，通常需要根据具体情况进行设定，比如可以设定为10兆瓦、20兆瓦等。

若目标负载与实际负载之间的差值的绝对值大于预设阈值，可以进一步判断燃煤锅炉具体处于升负载过程或是负载过程，比如当目标负载大于实际负载时，说明为升负载过程，或者当目标负载小于实际负载时，说明为降负载过程。

此时，如果进一步判断为升负载过程，则需要将目标输出值调整至大于校正后的风量输出值，因此可以将预设的动态调整系数取值为大于1的第一动态调整系数，并且在根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值时，直接将预设的动态调整系数乘以校正后的风量输出值，并将乘积作为风量的目标输出值。其中，第一动态调整系数比如可以为1.01、1.02、1.05、1.07、1.1等。

或者，如果进一步判断为降负载过程，则需要将目标输出值调整至小于校正后的风量输出值，因此可以将预设的动态调整系数取值为小于1的第二动态调整系数，并且在根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值时，直接将预设的动态调整系数乘以校正后的风量输出值，并将乘积作为风量的目标输出值。其中，该第二动态调整系数可以为0.9、0.93、0.95、0.98、0.99等。

步骤S14：基于目标输出值控制输送至燃煤锅炉中的风量。

在得到目标输出值之后，可以基于该目标输出值控制输送至燃煤锅炉中的风量。由于通过上述预设的动态调整系数放大了风量调整的幅度，比如可以使得在升负载的过程中，使风量的目标输出值更大于校正后的风量输出值，从而进一步调大风量，而在降负载过程中，使风量的目标输出值更小于校正后的风量输出值，从而进一步调小风量，因此在升负载和降负载的过程中，均能够降低风量调节速度与煤量调节速度之间的偏差，从而减少氮氧化物的产生。

采用与本申请实施例所提供的燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制装置，由于采用了与本申请实施例所提供的氮氧化物控制方法相同的发明构思，因此也能够解决现有技术中的问题。

如图2所示为该氮氧化物控制装置20的结构示意图，其包括：获取单元201、风量校正输出值计算单元202、风量目标输出值计算单元203以及控制单元204，其中：

获取单元201，用于获取负载指令，其中，负载指令中包括目标负载；

风量校正输出值计算单元202，用于根据目标负载计算校正后的风量输出值；

风量目标输出值计算单元203，用于根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值；

控制单元204，用于基于目标输出值控制输送至燃煤锅炉中的风量。

在实际应用中，该氮氧化物控制装置20还可以还包括：动态调整系数计算单元205，用于根据目标负载与燃煤锅炉实际负载的差值大小，计算预设的动态调整系数。其中，该动态调整系数计算单元205在根据目标负载与燃煤锅炉实际负载的差值大小，计算预设的动态调整系数时，可以为：当目标负载与实际负载差值的绝对值小于或等于预设阈值时，预设的动态调整系数取值为1；当燃煤锅炉处于升负载过程，且目标负载与实际负载差值的绝对值大于预设阈值，预设的动态调整系数取值为大于1的第一动态调整系数；或，当燃煤锅炉处于降负载过程，且目标负载与实际负载差值的绝对值大于预设阈值，预设的动态调整系数取值为小于1的第二动态调整系数。

风量目标输出值计算单元203，在根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值时，可以将预设的动态调整系数与风量输出值之间的乘积，作为计算得到的目标输出值。

获取单元201获取负载指令可以为实时获取该负载指令。

风量校正输出值计算单元202根据目标负载计算校正后的风量输出值可以为：将目标负载输入至风量的预设计算公式，计算得到校正后的风量输出值；或，根据风量与负载的对应关系以及目标负载，计算校正后的风量输出值。

当然，本申请实施例还可以提供一种煤燃烧系统，该煤燃烧系统可以包括：燃煤锅炉、给煤装置、给风装置、负载设备以及本申请实施例中所提供的氮氧化物控制装置，其中：

给煤装置可以用于向燃煤锅炉中输送待燃烧的煤；给风装置可以用于向燃煤锅炉中输送助燃用途的风；负载设备可以为发电机组或其他工业转动等负载设备，而燃煤锅炉通过煤燃烧来向负载设备提供热能。

此时，氮氧化物控制装置的获取单元所获取负载指令中包括负载设备的目标负载；氮氧化物控制装置的风量校正输出值计算单元，可以根据目标负载计算校正后的风量输出值；氮氧化物控制装置的风量目标输出值计算单元，可以根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值计算风量的目标输出值；氮氧化物控制装置的控制单元，可以基于目标输出值控制给风装置输送至燃煤锅炉中的风量。

在实际应用中，为了将燃煤锅炉中所产生的烟气排出，该煤燃烧系统还可以包括尾气排放设备和尾气脱硝系统，该尾气脱硝系统可以为选择性还原脱硝系统(SelectiveCatalytic Reduction，SCR)，从而通过该SCR对尾气进行脱硝后由尾气排放设备排出。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制方法，其特征在于，包括：

获取负载指令，其中，所述负载指令中包括目标负载；

根据所述目标负载计算校正后的风量输出值；

根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值；

基于所述目标输出值控制输送至所述燃煤锅炉中的风量。

2.如权利要求1所述的氮氧化物控制方法，其特征在于，在根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值之前，所述方法还包括：

根据所述目标负载与所述燃煤锅炉实际负载的差值大小，计算所述预设的动态调整系数。

3.如权利要求2所述的氮氧化物控制方法，其特征在于，根据所述目标负载与所述燃煤锅炉实际负载的差值大小，计算所述预设的动态调整系数，具体包括：

当所述目标负载与所述实际负载差值的绝对值小于或等于预设阈值时，所述预设的动态调整系数取值为1；

当所述燃煤锅炉处于升负载过程，且所述目标负载与所述实际负载差值的绝对值大于所述预设阈值，所述预设的动态调整系数取值为大于1的第一动态调整系数；或，

当所述燃煤锅炉处于降负载过程，且所述目标负载与所述实际负载差值的绝对值大于所述预设阈值，所述预设的动态调整系数取值为小于1的第二动态调整系数。

4.如权利要求3所述的氮氧化物控制方法，其特征在于，根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值，具体包括：

将所述预设的动态调整系数与所述风量输出值之间的乘积，作为计算得到的所述目标输出值。

5.如权利要求1所述的氮氧化物控制方法，其特征在于，获取负载指令，具体包括：

实时获取所述负载指令。

6.如权利要求1所述的氮氧化物控制方法，其特征在于，根据所述目标负载计算校正后的风量输出值，具体包括：

将所述目标负载输入至风量的预设计算公式，计算得到所述校正后的风量输出值；或，

根据风量与负载的对应关系以及所述目标负载，计算所述校正后的风量输出值。

7.一种燃煤锅炉变负载过程中的氮氧化物控制装置，其特征在于，包括：获取单元、风量校正输出值计算单元、风量目标输出值计算单元以及控制单元，其中：

所述获取单元，用于获取负载指令，其中，所述负载指令中包括目标负载；

所述风量校正输出值计算单元，用于根据所述目标负载计算校正后的风量输出值；

所述风量目标输出值计算单元，用于根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值；

所述控制单元，用于基于所述目标输出值控制输送至所述燃煤锅炉中的风量。

8.如权利要求7所述的氮氧化物控制装置，其特征在于，所述氮氧化物控制装置还包括：动态调整系数计算单元，用于根据所述目标负载与所述燃煤锅炉实际负载的差值大小，计算所述预设的动态调整系数。

9.一种煤燃烧系统，其特征在于，包括：燃煤锅炉、给煤装置、给风装置、负载设备以及氮氧化物控制装置，其中：

所述燃煤锅炉通过煤燃烧向所述负载设备提供热能；

所述给煤装置，用于向所述燃煤锅炉中输送待燃烧的煤；

所述氮氧化物控制装置，包括：获取单元、风量校正输出值计算单元、风量目标输出值计算单元以及控制单元，其中：所述获取单元，用于获取负载指令，其中，所述负载指令中包括所述负载设备的目标负载；所述风量校正输出值计算单元，用于根据所述目标负载计算校正后的风量输出值；所述风量目标输出值计算单元，用于根据预设的动态调整系数以及校正后的风量输出值，计算风量的目标输出值；所述控制单元，用于基于所述目标输出值控制所述给风装置输送至所述燃煤锅炉中的风量。

10.如权利要求9所述的煤燃烧系统，其特征在于，所述煤燃烧系统还包括：尾气排放设备和尾气脱硝系统。

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