CN114738726B - 一种循环流化床锅炉运行优化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锅炉燃烧技术领域,具体涉及一种循环流化床锅炉运行优化方法及系统。所述方法包括获取循环流化床锅炉的最佳曲线集;所述最佳曲线集包括机组负荷‑最佳下床压曲线、机组负荷‑最佳省煤器出口烟气含氧量曲线和机组负荷‑最佳一次风占比曲线;根据所述最佳曲线集控制所述循环流化床锅炉运行。本发明既能提高锅炉效率又能减少风机电机耗电量,可以有效降低循环流化床锅炉的发电成本。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉燃烧技术领域,特别是涉及一种循环流化床锅炉运行优化方法及系统。
背景技术
循环流化床锅炉是近30年发展起来的新型锅炉,与传统煤粉锅炉相比具有煤种适应性广、燃烧污染物排放低等特点,在燃烧劣质煤时有着传统煤粉炉无法比拟的优势。循环流化床锅炉在炉膛底部放置有大量粒径100—300μm的物料,锅炉运行时用高压风机从物料底部把物料吹沸流化起来,物料被高速流化气流裹挟向上运动,根据物料质量浓度在炉膛轴向的分布,炉膛分为下部密相区和上部稀相区两个区域。在密相区高温物料与燃煤被从炉膛底部进入的高速热空气吹浮形成鼓泡运动并点燃燃煤;同时在密相区上部还通入另一路热空气为燃煤燃烧提供助燃氧气。密相区的物料在高速气流的夹带和扬析下向上运动充满稀相区,但整个稀相区物料的分布并不均匀,其中中部的物料质量浓度低,四周的浓度高。中部粒径较小的物料被烟气携带从炉膛上部烟窗离开炉膛,经过分离器后粒径小于30μm的物料被烟气携带进入尾部烟道,粒径大于30μm的物料被送回炉膛继续循环,此路径称为外循环;而粒径较大的物料在随烟气上升过程中被炉膛中心区域的高速气流逐渐排挤向炉膛四周,动能逐渐衰减后紧贴炉壁形成厚度0.1—0.2m的物料层向下运动重新落入密相区,此物料运动路径称为内循环。
与传统煤粉炉相比,循环流化床锅炉炉内的热量交换要更复杂,不但有辐射传热、对流传热,还有高温物料贴壁运动时物料与换热管之间的导热传热。相关研究表明,在循环流化床中,气相传热分量仅占总传热系数的10%-20%,固体颗粒相传热分量是主要的,占传热系数的80%-90%,因而稀相区的物料质量浓度对炉内传热系数有着较大的影响,炉内换热系数与物料质量浓度的平方根成正比,物料质量浓度越大,越有利于强化换热。
研究表明,增加主床上的物料层高度、加大一次风占比、增加入炉总风量等因素都能有效提高炉内物料质量浓度,强化炉内换热。由于炉内物料的流化必须依赖吹入炉膛的高压风,提高物料质量浓度需增加风量风压,提高炉内物料质量浓度虽能强化换热提高锅炉效率,但这会导致锅炉风机的电耗快速上升。而目前都是用锅炉效率这一指标来评估循环流化床锅炉的性能,根据《电站锅炉性能试验规程》(GB/T 10184-2015),锅炉效率的计算中并未考虑锅炉燃烧过程中所需要付出的风机电耗,强化炉内换热虽能提高锅炉效率,而风机电耗升高则会增加机组厂用电率,锅炉效率与厂用电率分属不同的机组统计指标,现场技术人员常常顾此失彼,难以二者兼顾。
同理,在对循环流化床锅炉进行运行优化时,仅依据锅炉效率的高低来优选最佳主床床压、最佳烟气含氧量、最佳一次风占比等参数,而不考虑锅炉引风机、一次风机、二次风机电机耗电量的升降,无疑是不恰当的。因为依据锅炉效率的高低来对循环流化床锅炉进行运行优化,虽然能获得较高的锅炉效率,但所付出的风机电机耗电量也很高。若能找到一种既能提高锅炉效率又能减少风机电机耗电量的锅炉运行优化方法,则能有效降低循环流化床锅炉的发电成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种循环流化床锅炉运行优化方法及系统,既能提高锅炉效率又能减少风机电机耗电量,可以有效降低循环流化床锅炉的发电成本。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种循环流化床锅炉燃烧方法,包括:
获取循环流化床锅炉的最佳曲线集;所述最佳曲线集包括机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线和机组负荷-最佳一次风占比曲线;
根据所述最佳曲线集控制所述循环流化床锅炉运行。
可选的,所述机组负荷-最佳下床压曲线的确定方法,具体包括:
确定多个研究负荷工况;
仅控制下床压变化,得到下床压-锅炉综合效率曲线集;所述下床压-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的下床压-锅炉综合效率曲线;
根据所述下床压-锅炉综合效率曲线集确定最佳下床压集;所述最佳下床压集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳下床压;
根据所述最佳下床压集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳下床压曲线。
可选的,所述机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线的确定方法,具体包括:
在各所述研究负荷工况下,控制下床压为最佳下床压,仅控制省煤器出口烟气含氧量变化,得到省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集;所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线;
根据所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定最佳省煤器出口烟气含氧量集;所述最佳省煤器出口烟气含氧量集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳省煤器出口烟气含氧量;
根据所述最佳省煤器出口烟气含氧量集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线。
可选的,所述机组负荷-最佳一次风占比曲线的确定方法,具体包括:
在各所述研究负荷工况下,控制下床压为所述最佳下床压,省煤器出口烟气含氧量为所述最佳省煤器出口烟气含氧量,仅控制一次风占比变化,得到一次风占比-锅炉综合效率曲线集;所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的一次风占比-锅炉综合效率曲线;
根据所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定最佳一次风占比集;所述最佳一次风占比集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳一次风占比;
根据所述最佳一次风占比集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳一次风占比曲线。
一种循环流化床锅炉燃烧系统,包括:
获取模块,用于获取循环流化床锅炉的最佳曲线集;所述最佳曲线集包括机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线和机组负荷-最佳一次风占比曲线;
运行模块,用于根据所述最佳曲线集控制所述循环流化床锅炉运行。
可选的,所述循环流化床锅炉燃烧系统,还包括:
研究工况确定模块,用于确定多个研究负荷工况;
下床压-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于仅控制下床压变化,得到下床压-锅炉综合效率曲线集;所述下床压-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的下床压-锅炉综合效率曲线;
最佳下床压集确定模块,用于根据所述下床压-锅炉综合效率曲线集确定最佳下床压集;所述最佳下床压集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳下床压;
机组负荷-最佳下床压曲线确定模块,用于根据所述最佳下床压集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳下床压曲线。
可选的,所述循环流化床锅炉燃烧系统,还包括:
省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于在各所述研究负荷工况下,控制下床压为最佳下床压,仅控制省煤器出口烟气含氧量变化,得到省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集;所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线;
最佳省煤器出口烟气含氧量集确定模块,用于根据所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定最佳省煤器出口烟气含氧量集;所述最佳省煤器出口烟气含氧量集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳省煤器出口烟气含氧量;
机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线确定模块,用于根据所述最佳省煤器出口烟气含氧量集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线。
可选的,所述循环流化床锅炉燃烧系统,还包括:
一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于在各所述研究负荷工况下,控制下床压为所述最佳下床压,省煤器出口烟气含氧量为所述最佳省煤器出口烟气含氧量,仅控制一次风占比变化,得到一次风占比-锅炉综合效率曲线集;所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的一次风占比-锅炉综合效率曲线;
最佳一次风占比集确定模块,用于根据所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定最佳一次风占比集;所述最佳一次风占比集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳一次风占比;
机组负荷-最佳一次风占比曲线确定模块,用于根据所述最佳一次风占比集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳一次风占比曲线。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明根据机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线和机组负荷-最佳一次风占比曲线控制所述循环流化床锅炉运行,根据锅炉综合效率的高低来选取最佳下床压、最佳省煤器出口烟气含氧量和最佳一次风占比,既能提高锅炉效率又能减少风机电机耗电量,可以有效降低循环流化床锅炉的发电成本。
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,下面描述中的附图仅仅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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的下床压—锅炉综合效率曲线;
图2为本发明实施例提供的省煤器出口烟气含氧量—锅炉综合效率曲线;
图3为本发明实施例提供的一次风占比—锅炉综合效率曲线;
图4为本发明实施例提供的机组负荷—最佳下床压曲线;
图5为本发明实施例提供的机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线;
图6为本发明实施例提供的机组负荷-最佳一次风占比曲线;
图7为本发明实施例提供的循环流化床锅炉燃烧方法的流程图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
有别于常规煤粉锅炉,循环流化床锅炉的炉内换热是以物料和烟气作为换热中间介质,燃料在炉内燃烧释放热量来加热物料和烟气,高温物料和高温烟气则加热给水、回热蒸汽和过热蒸汽。因此中间换热介质—物料、烟气的多少对炉内换热效率的高低有着重要影响。炉内物料浓度高和烟气流量大,有利于高温物料对给水和回热蒸汽的加热,但高物料浓度和大烟气流量则意味则风机耗能高。为寻求锅炉的最经济运行,则必须在换热效率和风机耗能之间寻求平衡。通常是用锅炉效率的高低来表征锅炉实际运行状况的优劣,锅炉效率的计算公式为ηgl=Qout/Qin=Qr/BQnet.ar,在其计算中并未考虑风机耗能,这就意味着用锅炉效率ηgl来评价锅炉运行经济性其实并不全面。
本发明认为锅炉系统的输入能量除了燃料燃烧释放的热量之外,还应该包括风机电耗。用锅炉效率来表征锅炉设备性能的优劣时,并未考虑为达到此性能所消耗的电能的多少,这无疑是不全面的。而应该将锅炉效率与风机电耗统一纳入同一性指标体系内进行考量,在获得相同的有效热量时,不仅要考虑所消耗的燃料热量,还要考虑所消耗的风机电能,两者之和越少则说明锅炉综合效率越高,经济性越好,这比锅炉效率仅考量获得有效热量所消耗的燃料热量要更全面,因此本发明提出了锅炉综合效率ηz这一新指标。
锅炉综合效率的计算公式如下式:
ηz=Qout/Qin=Qr/(BQnet.ar+Nfj)
其中,Qout为锅炉输出的有效热量,Qin为输入锅炉的热量,Qr为锅炉的输出热量,B为燃料质量流量,Qnet.ar为入炉燃料低位发热量,Nfj为锅炉风机的耗能。
Nfj=3600∑Pfj,Pfj为风机电机功率。
有别于锅炉效率ηgl,锅炉综合效率ηz的输入热量包括有两部分:一部分是燃料燃烧所能释放的热量BQnet.ar;另一部分是锅炉引风机、一次风机、二次风机、流化风机所消耗的电能Nfj。锅炉综合效率的计算公式的分母比锅炉效率的计算公式多了Nfj(锅炉风机的耗能)。当锅炉输出的有效热量不变,输入锅炉的热量(入炉燃料燃烧释放的热量与风机耗能之和)越少,则锅炉的综合效率越高。
循环流化床锅炉“下床压”作为表征炉内物料多少的主要指标,是循环流化床锅炉重要的运行控制参数,下床压值越高,炉内物料就越多,换热就越好,但相应的风机电耗也就越高,因此寻求最佳下床压控制参数是锅炉运行优化的主要工作之一;“省煤器出口烟气含氧量”是表征炉内烟气流量大小的主要指标,烟气流量大,则意味着物料在炉内运动剧烈、物料在炉内炉外的循环倍率高,高温物料、高温烟气对给水、回热蒸汽、过热蒸汽的换热强,但同时也伴随高风机电耗。因此寻找最最佳省煤器出口烟气含氧量也是锅炉运行优化的主要工作之一;循环流化床锅炉的物料循环分炉内循环和炉外循环两部分,锅炉二次风从密相区顶部送入炉内与从炉膛底部进入的一次风所携带的气固混合流混合时,会对一次风所携带的气固混合流向上的流动形成阻碍,这个阻碍作用的大小会对内循环物料对水冷壁的贴壁状况有重要影响,直接影响高温物料和给水的热量交换,因此当总风量(即省煤器出口烟气含氧量)不变时,通过改变一次风(二次风)占总风量的比重也会影响整个锅炉的换热。因此“一次风占比”(一次风流量/总风量)也是循环流化床锅炉运行优化的主要指标之一。
有了锅炉综合效率这一指标,就可以通过改变下床压(省煤器出口烟气含氧量或一次风占比)来观察锅炉综合效率最高时所对应的下床压是多少,把所获得的值作为最经济的下床压指导运行人员操作。
本发明以锅炉综合效率ηz的变化为参考量,通过对下床压、省煤器出口烟气含氧量、一次风占比等参数的单一控制或组合控制,寻求保持炉内较高换热效率情况下的最低物料质量浓度,追寻炉内换热效率与风机耗能的有机统一。
基于机组DCS系统实时数据,根据下床压、省煤器出口烟气含氧量、一次风占比对锅炉稀相区物料质量浓度影响程度的不同分为三级:下床压为一级调节参数、省煤器出口烟气含氧量为二级调节参数、一次风占比为三级调节参数。
改变下床压、省煤器出口烟气含氧量、一次风占比都能改变锅炉综合效率的高低,但影响程度不同,下床压影响最大为一级调节参数;省煤器出口烟气含氧量影响次之,为二级调节参数;一次风占比影响最小,为三级调节参数。改变一级参数时,二、三级调节参数不变;改变二级参数时,一、三级调节参数不变;改变三级参数时,一、二级参数不变。通过改变下床压、省煤器出口烟气含氧量、一次风占比,能对锅炉换热形成较大影响,最终对锅炉燃料质量消耗量B和风机耗能Nfj形成影响,从而影响锅炉综合效率ηz的高低。
综上所述本发明实施例提供了一种循环流化床锅炉燃烧方法,如图7所示,包括:
步骤101:获取循环流化床锅炉的最佳曲线集;所述最佳曲线集包括机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线和机组负荷-最佳一次风占比曲线。
步骤102:根据所述最佳曲线集控制所述循环流化床锅炉运行。
在实际应用中,所述机组负荷-最佳下床压曲线的确定方法,具体包括:
确定多个研究负荷工况。
仅控制下床压变化,得到下床压-锅炉综合效率曲线集;所述下床压-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的下床压-锅炉综合效率曲线。
根据所述下床压-锅炉综合效率曲线集确定最佳下床压集;所述最佳下床压集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳下床压。
根据所述最佳下床压集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳下床压曲线。
在实际应用中,所述机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线的确定方法,具体包括:
在各所述研究负荷工况下,控制下床压为最佳下床压,仅控制省煤器出口烟气含氧量变化,得到省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集;所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线。
根据所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定最佳省煤器出口烟气含氧量集;所述最佳省煤器出口烟气含氧量集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳省煤器出口烟气含氧量。
根据所述最佳省煤器出口烟气含氧量集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线。
在实际应用中,所述机组负荷-最佳一次风占比曲线的确定方法,具体包括:
在各所述研究负荷工况下,控制下床压为所述最佳下床压,省煤器出口烟气含氧量为所述最佳省煤器出口烟气含氧量,仅控制一次风占比变化,得到一次风占比-锅炉综合效率曲线集;所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的一次风占比-锅炉综合效率曲线。
根据所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定最佳一次风占比集;所述最佳一次风占比集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳一次风占比。
根据所述最佳一次风占比集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳一次风占比曲线。
针对上述方法本发明实施例还提供了一种循环流化床锅炉燃烧系统,包括:
获取模块,用于获取循环流化床锅炉的最佳曲线集;所述最佳曲线集包括机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线和机组负荷-最佳一次风占比曲线。
运行模块,用于根据所述最佳曲线集控制所述循环流化床锅炉运行。
作为一种可选的实施方式,所述循环流化床锅炉燃烧系统,还包括:
研究工况确定模块,用于确定多个研究负荷工况。
下床压-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于仅控制下床压变化,得到下床压-锅炉综合效率曲线集;所述下床压-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的下床压-锅炉综合效率曲线。
最佳下床压集确定模块,用于根据所述下床压-锅炉综合效率曲线集确定最佳下床压集;所述最佳下床压集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳下床压。
机组负荷-最佳下床压曲线确定模块,用于根据所述最佳下床压集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳下床压曲线。
作为一种可选的实施方式,所述循环流化床锅炉燃烧系统,还包括:
省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于在各所述研究负荷工况下,控制下床压为最佳下床压,仅控制省煤器出口烟气含氧量变化,得到省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集;所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线。
最佳省煤器出口烟气含氧量集确定模块,用于根据所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定最佳省煤器出口烟气含氧量集;所述最佳省煤器出口烟气含氧量集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳省煤器出口烟气含氧量。
机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线确定模块,用于根据所述最佳省煤器出口烟气含氧量集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线。
作为一种可选的实施方式,所述循环流化床锅炉燃烧系统,还包括:
一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于在各所述研究负荷工况下,控制下床压为所述最佳下床压,省煤器出口烟气含氧量为所述最佳省煤器出口烟气含氧量,仅控制一次风占比变化,得到一次风占比-锅炉综合效率曲线集;所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的一次风占比-锅炉综合效率曲线。
最佳一次风占比集确定模块,用于根据所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定最佳一次风占比集;所述最佳一次风占比集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳一次风占比。
机组负荷-最佳一次风占比曲线确定模块,用于根据所述最佳一次风占比集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳一次风占比曲线。
本发明还提供了一种将上述方法应用在300MW级的循环流化床锅炉上的实施例,具体步骤如下:
以锅炉综合效率ηz的变化为参考量,寻求机组在100%负荷、90%负荷、80%负荷、70%负荷、60%负荷工况下,能同时兼顾炉内换热效率与风机电耗的最佳运行参数。
第一步:选取机组负荷100%(90%、80%、70%、60%)
第二步:选取下床压为唯一调节参数,锅炉其余参数维持不变,逐次改变下床压为6kPa、7kPa、8kPa、9kPa、10kPa,观察不同下床压值对锅炉综合效率的影响,绘制“下床压—锅炉综合效率”曲线,如图1所示,选取该负荷下锅炉综合效率最高点的下床压为最佳下床压。具体的,50%额定负荷时,试验获得下床压为6kPa、7kPa、8kPa、9kPa、10kPa时对应的锅炉综合效率值,以下床压值为横坐标、各下床压对应的锅炉综合效率为纵坐标,在X-Y坐标图上标出各坐标点,用光滑曲线连接各坐标点,就得到该负荷下的“下床压—锅炉综合效率”曲线,选取锅炉综合效率最高时的下床压值为该负荷时的最佳值。同法,可获得60%、70%、80%、90%、100%额定负荷时的最佳下床压值。
第三步:机组依据第二步选出的最佳下床压运行,选取省煤器出口烟气含氧量为唯一调节参数,锅炉其余参数维持不变。将省煤器出口烟气含氧量逐次调节为1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%。观察不同的省煤器出口烟气含氧量值对锅炉综合效率的影响,绘制“烟气含氧量—锅炉综合效率”曲线如图2所示,选取该负荷下,最佳下床压工况下锅炉综合效率最高点的省煤器出口烟气含氧量为最佳省煤器出口烟气含氧量。
第四步:机组依据第二、三步选出的最佳下床压、最佳省煤器出口烟气含氧量运行,选取一次风占比为唯一调节参数,锅炉其余参数维持不变。将一次风占比逐次调节为30%“总风量”、35%“总风量”、40%“总风量”、45%“总风量”。观察不同的一次风占比值对锅炉综合效率的影响,绘制“一次风占比—锅炉综合效率”曲线如图3所示,选取该负荷下,最佳下床压、最佳省煤器出口烟气含氧量工况下,锅炉综合效率最高的一次风占比为最佳一次风占比。
第五步:重复第一步至第四步工作,分别得到各机组负荷下的最佳下床压、最佳省煤器出口烟气含氧量和最佳一次风占比。
得到最佳值后与此时的负荷对应,形成一组坐标值。试验获得各所述研究负荷工况下的最佳值,就能得到多组坐标值,把各组坐标值在X-Y坐标图上标注出来,并用光滑曲线连接起来,就能得到机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线、机组负荷-最佳一次风占比曲线。
有了这些曲线,锅炉日常运行就能根据机组实际负荷查图得到最佳下床压、最佳省煤器出口烟气含氧量、最佳一次风占比,按查图获得的最佳值运行就能提高锅炉的运行经济性。
第六步:如图4到图6所示,将以上步骤获得的数据拟合成机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线、机组负荷-最佳一次风占比曲线。具体为,在X-Y坐标图上以负荷为横坐标,各负荷对应的最佳下床压值为纵坐标,标出各坐标点,用光滑曲线连接各坐标点,得到机组负荷-最佳下床压曲线。同法,可获得机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线、机组负荷-最佳一次风占比曲线。
第七步:获得机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线、机组负荷-最佳一次风占比曲线后,在机组运行中依据机组负荷就能快速准确的获得最适宜的下床压、省煤器出口烟气含氧量和一次风占比控制参数。
根据试验获得的机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线、机组负荷-最佳一次风占比曲线,锅炉运行人员即可根据机组实际运行负荷查图获得相应的最佳下床压值、最佳省煤器出口烟气含氧量值、最佳一次风占比值。将锅炉相应控制参数按照最佳值控制,就能获得较好的运行经济性。
本发明有以下技术效果:
1.现有常规技术对锅炉效率与风机耗能是分开进行分析与处理,而本发明是把效率与风机耗能视为一个有机统一体进行分析、处理,能同时兼顾锅炉效率和风机电耗,更有利于在现场对锅炉经济性进行实时快速的准确、全面评估。
2.既能提高锅炉效率又能减少风机电机耗电量,可以有效降低循环流化床锅炉的发电成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (2)
1.一种循环流化床锅炉燃烧方法,其特征在于,包括:
获取循环流化床锅炉的最佳曲线集;所述最佳曲线集包括机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线和机组负荷-最佳一次风占比曲线;
根据所述最佳曲线集控制所述循环流化床锅炉运行;
所述机组负荷-最佳下床压曲线的确定方法,具体包括:
确定多个研究负荷工况;
仅控制下床压变化,得到下床压-锅炉综合效率曲线集;所述下床压-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的下床压-锅炉综合效率曲线;
根据所述下床压-锅炉综合效率曲线集确定最佳下床压集;所述最佳下床压集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳下床压;
根据所述最佳下床压集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳下床压曲线;
所述机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线的确定方法,具体包括:
在各研究负荷工况下,控制下床压为最佳下床压,仅控制省煤器出口烟气含氧量变化,得到省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集;所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线;
根据所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定最佳省煤器出口烟气含氧量集;所述最佳省煤器出口烟气含氧量集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳省煤器出口烟气含氧量;
根据所述最佳省煤器出口烟气含氧量集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线;
所述机组负荷-最佳一次风占比曲线的确定方法,具体包括:
在各所述研究负荷工况下,控制下床压为所述最佳下床压,省煤器出口烟气含氧量为所述最佳省煤器出口烟气含氧量,仅控制一次风占比变化,得到一次风占比-锅炉综合效率曲线集;所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的一次风占比-锅炉综合效率曲线;
根据所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定最佳一次风占比集;所述最佳一次风占比集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳一次风占比;
根据所述最佳一次风占比集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳一次风占比曲线。
2.一种循环流化床锅炉燃烧系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取循环流化床锅炉的最佳曲线集;所述最佳曲线集包括机组负荷-最佳下床压曲线、机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线和机组负荷-最佳一次风占比曲线;
运行模块,用于根据所述最佳曲线集控制所述循环流化床锅炉运行;
研究工况确定模块,用于确定多个研究负荷工况;
下床压-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于仅控制下床压变化,得到下床压-锅炉综合效率曲线集;所述下床压-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的下床压-锅炉综合效率曲线;
最佳下床压集确定模块,用于根据所述下床压-锅炉综合效率曲线集确定最佳下床压集;所述最佳下床压集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳下床压;
机组负荷-最佳下床压曲线确定模块,用于根据所述最佳下床压集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳下床压曲线;
省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于在各研究负荷工况下,控制下床压为最佳下床压,仅控制省煤器出口烟气含氧量变化,得到省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集;所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线;
最佳省煤器出口烟气含氧量集确定模块,用于根据所述省煤器出口烟气含氧量-锅炉综合效率曲线集确定最佳省煤器出口烟气含氧量集;所述最佳省煤器出口烟气含氧量集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳省煤器出口烟气含氧量;
机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线确定模块,用于根据所述最佳省煤器出口烟气含氧量集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳省煤器出口烟气含氧量曲线;
一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定模块,用于在各所述研究负荷工况下,控制下床压为所述最佳下床压,省煤器出口烟气含氧量为所述最佳省煤器出口烟气含氧量,仅控制一次风占比变化,得到一次风占比-锅炉综合效率曲线集;所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的一次风占比-锅炉综合效率曲线;
最佳一次风占比集确定模块,用于根据所述一次风占比-锅炉综合效率曲线集确定最佳一次风占比集;所述最佳一次风占比集包括所述循环流化床锅炉在各所述研究负荷工况下的最佳一次风占比;
机组负荷-最佳一次风占比曲线确定模块,用于根据所述最佳一次风占比集确定所述循环流化床锅炉的机组负荷-最佳一次风占比曲线。
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