CN1873328A

CN1873328A - 锅炉运行控制方法以及锅炉运行控制系统

Info

Publication number: CN1873328A
Application number: CN 200610088693
Authority: CN
Inventors: 柏崎良之; 清水悟
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2026-06-01
Also published as: JP2006336951A; JP4153927B2; CN100487312C

Abstract

一种锅炉运行控制方法，执行：将储存了与煤的煤种的煤性质有关的信息的IC标签以在各煤种上都相同的比率混合于煤中的步骤；读取混合于被供给到锅炉内的煤中的IC标签的信息的步骤；基于读取的IC标签的信息，来特定各煤种的单位时间对应的供给量、各煤种的混合比率、各煤种的煤的性质的步骤；以及基于特定的各煤种的单位时间对应的供给量、各煤种的混合比率、各煤种的煤的性质，确定锅炉的运行控制参数，并基于确定的运行控制参数，进行锅炉的运行控制的步骤。对于多煤种的煤焚烧锅炉进行控制，使其成为与实际的煤种的混合比相对应的最佳锅炉燃烧。

Description

锅炉运行控制方法以及锅炉运行控制系统

技术领域

本发明涉及以一种以上煤种的煤为燃料的锅炉的运行控制方法以及锅炉运行控制系统。

背景技术

因为通常在发电厂中使用的煤焚烧锅炉(以煤为原料的锅炉)常用从世界各地进口的煤，所以使用于锅炉内的煤的性质(煤性质)也各种各样。又，因为燃烧特性因煤性质的不同而变化，所以提高锅炉效率的重要指标是进行适应于不同煤种的运行。

因此，一直以来，通过操作员的手动应对多煤种锅炉的运行控制或者通过计算机应对多煤种锅炉的运行控制。前者是如下的方法：操作员利用经验性指标来判断煤种的种类，结合锅炉运行控制装置的运行控制参数计算程序中设定煤种(该煤种的发热量、燃料比、水分、灰分、粉碎性等)，根据需要进行控制参数的计算，并根据需要进行控制参数的调整。

后者是如下的方法：分析煤燃烧后的灰等，推断多种煤的煤性质，基于该煤性质，以运行控制参数计算程序来进行控制参数的计算，并将该计算结果输出到锅炉运行控制装置中，或者是如下的方法：测定被供给到煤粉碎用磨碎机中的供煤量与煤种(煤的坚硬度)，基于这些信息进行磨碎机的运行控制(特开2003-170079号公报)。

但是，所述的任一技术都存在如下的问题：在掌握被供给的煤性质从而对煤锅炉进行设定上非常耗费劳力。

即，在以往的通过操作员控制多煤种锅炉的运行控制的情况下，需要手动进行数据设定，从而有在数据设定等上耗费劳力这一问题。又，在对煤燃烧后的灰等进行了分析的多煤种锅炉的运行控制的情况下，因为需要将分析结果反馈于数据设定中，所以系统变得非常复杂，从而有在系统导入上耗费费用这一问题。又，专利文献1所公开的技术是特定于磨碎机的运行控制上的技术，并未考虑锅炉的气体分配阻尼器的开度或者蒸汽温度设定值等的控制。

又，在切换被供给到锅炉内的煤种时，投入到锅炉内的煤种的混合比率变化。例如，在从煤种A向煤种B切换煤种时，最初煤种A的煤的比率较多，不过稍后煤种B的比率逐渐增加。但是，以往技术的任一种都不能够知道此时百分之几的哪些煤种的煤投入到锅炉内，从而有如下的问题：该期间的锅炉控制有可能变得不稳定。

发明内容

本发明解决这些问题，目的在于提供一种对于多煤种的煤焚烧锅炉进行控制，使其成为与实际的煤种的混合比对应的锅炉燃烧的锅炉运行控制方法等。

本发明为了解决所述问题，提供一种锅炉运行控制方法，包括：IC标签撒播装置将储存了与所述煤种的煤性质有关的信息的IC标签混合于煤中的步骤；将所述煤供给给锅炉的供煤机将所述煤供给到锅炉内的步骤；作为所述IC标签的读取装置的IC标签阅读器读取混合于被供给到所述锅炉内的煤中的IC标签的信息的步骤；进行所述锅炉的运行控制的锅炉运行控制装置进行的以下的步骤(1)、(2)，(1)基于由所述IC标签阅读器读取的IC标签的信息，特定所述各煤种的单位时间对应的供给量、所述各煤种的混合比率以及所述各煤种的煤性质的步骤；以及(2)基于所述特定的所述各煤种的单位时间对应的供给量、所述各煤种的混合比率以及所述各煤种的煤性质，计算所述锅炉的运行控制参数，并基于所述计算的运行控制参数，进行所述锅炉的运行控制的步骤。就其它方法而言，将在后述的实施方式中叙述。

根据本发明，就可以对于多煤种的煤焚烧锅炉进行控制，使其成为与实际的煤种的混合比对应的锅炉燃烧。

附图说明

图1是表示在比较例的发电厂中将煤从卸煤场所直至运送到锅炉内这一过程中的设备与操作员所进行的多煤种锅炉的运行控制之间的关系的图；

图2是表示本发明的第一实施方式的锅炉运行控制方法的多煤种锅炉的运行控制的顺序的图；

图3是表示图2的锅炉运行控制装置的结构的方块图；

图4是说明图3的锅炉运行控制装置的功能的图；

图5是表示第二实施方式的锅炉运行控制装置的结构的方块图；

图6是表示第二实施方式的锅炉运行控制方法的多煤种锅炉的运行控制的步骤的图。

符号说明

1煤搬运船

2卸煤机

3贮煤场地

4传送带

5料仓

6供煤机

7磨碎机

8锅炉主体

11锅炉运行控制装置

12IC标签

13IC标签阅读器

15平均化煤性质计算程序

16运行控制参数计算程序

17锅炉运行控制程序

20锅炉

30IC标签写入装置

31输入装置

32IC标签撒播装置

110CPU(平均化煤性质计算部、运行控制参数计算部)

111存储器

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的具体实施方式(以下，称为实施方式)。

首先，说明比较例的多煤种锅炉的运行控制的流程。在此作为例，说明操作员进行多煤种锅炉的运行控制的情况。图1是表示在比较例的发电厂中将煤从卸煤场所直至运送到锅炉内这一过程中的设备与操作员所进行的多煤种锅炉的运行控制之间的关系的图。

首先，通过煤搬运船1从世界各地的煤矿运输来的煤，在卸煤场所通过卸煤机2从煤搬运船1上卸煤，并运输到贮煤场地3中贮藏。接着，贮藏于贮煤场所3中的煤通过传送带4输送到锅炉20。该锅炉20包含有用于临时蓄存煤的料仓5、将煤供给到磨碎机7中的供煤机6、将煤加工为微粉末的磨碎机7、以及使加工为微粉末的煤燃烧的锅炉主体8而构成。若煤通过传送带4输送到料仓5中，则在供煤机6中进行煤供给量的调节，用磨碎机7将煤加工为微粉末并运输到锅炉主体8中，从而作为燃烧用的燃料而被利用。

此时，因为从供煤机6供给的煤是多煤种，所以操作员以PC(个人计算机)9的输入装置来选择表示混合的煤种的种类的煤种代码(煤种ID)，并输入到锅炉运行控制装置11中。其结果是，对应于操作员所选择的煤种代码的控制通过锅炉运行控制装置11来进行。

但是，因为只切换煤种代码，锅炉不能够进行对应于煤性质的适当的燃烧，所以操作员需要调整控制设定值等。进而，因为煤种的切换过程中，不能够知道哪些煤种以何种比率混合，所以该期间的控制有可能变得不稳定。

(第一实施方式)

接着，说明本发明的第一实施方式的锅炉运行控制方法所进行的多煤种锅炉的运行控制的流程。图2是表示本发明的第一实施方式的锅炉运行控制方法所进行的多煤种锅炉的运行控制的步骤的图。

首先，通过煤搬运船1运输来的煤通过卸煤机2从煤搬运船1上卸煤，并被运输到贮煤场所3中贮藏。

然后，管理者按卸下的煤的煤种，将与该煤种的煤的产出国、发热量、燃料比、灰分、水分以及粉碎性有关的信息(有关煤性质的信息)输入到输入装置31中。若IC标签写入装置30接收与从输入装置31中输入的煤性质有关的信息，则IC标签写入装置30将有关该煤性质的信息写入于IC标签12中。

而且，在该煤从煤搬运船1卸下并运输到贮煤场地3这一过程中，IC标签撒播装置32在煤中混合IC标签12，所述IC标签12写入有与煤性质有关的信息。即，当IC标签撒播装置32获得煤种A的煤已卸载的信息的情况下，则在该煤中混合(撒播)写入有与煤种A的煤性质有关的信息的IC标签12。又，当获得煤种B的煤已被卸载的信息，则在该煤中混合(撒播)写入有与煤种B的煤性质有关的信息的IC标签12。

此时优选，IC标签12，在煤被卸载、且卸煤机2将煤置于贮煤场所3时，尽可能均质地混合在煤整体中，又，按各煤种都以相同的比率混合于煤中。即，优选在每一煤种中在包含有IC标签12的比率上没有偏差。这是为了，锅炉运行控制装置11更正确地掌握每单位时间的每一煤种的供给量与该煤种的混合比率。

另外，此时的IC标签12的混合比率例如是10个/t左右。

接着，混合有IC标签12的煤，从贮煤场所3通过传送带4运输到料仓5中，从而从供煤机6经由磨碎机7而运输到锅炉主体8中。

在该IC标签12中具有IC芯片(IC集成电路)以及连接于该IC芯片上的天线。在该IC芯片中储存与煤的产出国、发热量(kJ/kg)、燃料比(以挥发成分除以固定碳而得到的值)、水分、灰分、以及粉碎性等有关的信息。

因而，因为该IC标签12是非常小型(例如，0.4mm方形等)的，所以即使在锅炉20中与煤一起燃烧，也不对锅炉20的运行产生影响。

该IC标签12若接近IC标签阅读器13，则利用天线将从该IC标签阅读器13发送的电磁波变换为电力。然后，IC芯片使用该电力来产生表示写入的识别信息(ID)的电磁波，并从天线发送到IC标签阅读器13中。因而，IC标签阅读器13能够以与IC标签12非接触(无线)的方式将写入于IC芯片中的识别信息读入于IC标签阅读器13中。

这样，设置于供煤机6上的IC标签阅读器13通过混合于从供煤机6向磨碎机7内供给的煤中的IC标签12来读取煤性质的信息。

接着，由IC标签阅读器13读取的IC标签12的信息被发送到锅炉运行控制装置11。然后，锅炉运行控制装置11根据每单位时间由IC标签阅读器读取的每个煤种的IC标签12的个数，来计算各煤种的混合比率。又，根据该混合比率、与由IC标签阅读器13读取的煤性质，来计算供给到锅炉主体8内的煤的平均化的煤性质。然后，根据该平均化的煤性质、与每单位时间的煤供给量，来计算锅炉主体8成为最适当的锅炉燃烧的运行控制参数，从而进行基于该运行控制参数的锅炉主体的运行控制。此时的运行控制将在后面叙述。

图3是表示图2的锅炉运行控制装置的结构的方块图。如图3所示，锅炉运行控制装置11具有实行各种运算处理的CPU(中央处理器)110、作为被CPU110使用为运算区域的存储部的存储器111、实现与图2的IC标签阅读器13的通信的网络用控制器112、以及对锅炉20输出控制信号的I/O(输入/输出)接口113。

在存储器111中储存：平均化煤性质计算程序15，使CPU110根据从IC标签阅读器13输出的IC标签12的信息，来计算规定时间内供给到锅炉主体8内的煤的平均化的煤性质；运行控制参数计算程序16，根据特定的煤性质来计算锅炉20的运行控制参数(气体分配阻尼器开度、SH(SuperHeater，过热器)喷雾开度、蒸汽温度设定值、水燃比、负荷变化时动态先导控制信号、以及磨碎机旋转速度等)；锅炉运行控制程序17，基于所计算的运行控制参数，对锅炉20输出运行控制信号。

另外，技术方案中的平均化煤性质计算部通过使CPU110执行平均化煤性质计算程序来实现，运行控制参数计算部通过使CPU110执行运行控制参数计算程序16来实现。又，网络用控制器112相当于技术方案中的接收部。

接着，适当参照图2～图3，使用图4，说明锅炉运行控制装置11的功能。图4是说明图3的锅炉运行控制装置的功能的图。在此，作为例，说明锅炉20使用为燃料的煤是煤种A、煤种B以及煤种C这3种的情况。

首先，以IC标签阅读器13来读取混合于由供煤机6供给的煤中的IC标签12。然后，将读取的IC标签12的信息逐次输出到锅炉运行控制装置11中。

锅炉运行控制装置11的CPU110基于平均化煤性质计算程序15，将经由网络用控制器112而接收的IC标签12的信息储存于存储器111中。在此储存于存储器111中的信息是煤种A的煤性质I_A(符号40)、煤种B的煤性质I_B(符号42)以及煤种C的煤性质I_C(符号44)、与包含于规定时间内从供煤机6中供给的煤中的煤种A的IC标签12的个数N_A(符号41)、煤种B的IC标签12的个数N_B(符号43)以及煤种C的IC标签12的个数N_C(符号45)。又，在此的煤性质的信息包含有发热量、燃料比、水分、灰分、粉碎性等信息。另外，该煤性质的信息也可以进一步包含有与煤的产出国、煤质分类(无烟煤、沥青煤、亚沥青煤、褐煤等)、粘结性(非粘结、强粘结、弱粘结等)有关的信息。

接着，CPU110基于平均化煤性质计算程序15，以储存于存储器111中的数据为基础，计算在规定时间内供给到锅炉主体8内的煤的平均化的煤性质。

即，基于以下的式(1)，求出规定时间内供给的煤的发热量、燃料比、水分、灰分、粉碎性等的平均值。

【公式1】

\frac{N_{A}}{N_{A} + N_{B} + N_{C}} I_{A} + \frac{N_{B}}{N_{A} + N_{B} + N_{C}} I_{B} + \frac{N_{C}}{N_{A} + N_{B} + N_{C}} I_{C} - - - (1)

接着，CPU110基于运行控制参数计算程序16，通过平均化的煤性质(发热量、燃料比、水分、灰分、粉碎性、每单位时间的供煤量等)，来计算用于高效地运行锅炉20的运行控制参数。在此的运行控制参数例如是锅炉主体8的气体分配阻尼器开度、SH喷雾开度、蒸汽温度设定值、水燃比标准、负荷变化时动态先导控制信号、磨碎机7旋转速度等。该运行控制参数计算程序16例如可以通过使用特开平06-102905号公报所记载的公知的技术来实现。

CPU110基于平均化的煤性质的燃料比，来执行运行控制参数计算程序16。例如，CPU110参照表示与燃料比对应的最佳SH喷雾开度的函数(参照图4的区域18)，来计算最佳SH喷雾开度，或者按每个燃料比，参照表示与供煤量对应的最佳磨碎机旋转速度的函数(参照图4的区域18)，来计算最佳磨碎机旋转速度，从而求出运行控制参数。

然后，由于CPU110基于该运行控制参数，执行锅炉运行控制程序17，，锅炉运行控制装置11即使在各煤种的混合比率与时间的推移一起变化的情况下，也可以对锅炉20进行最佳运行控制。

这样，通过在对煤进行卸载后将煤运输到贮煤场地3的过程中，与煤种类无关地以某一规定的比率将包含有关于煤的各种信息的IC标签12与煤混合，并由设置于供煤机上的IC标签阅读器13读取其信息，就可以正确地知道从供煤机6供给到磨碎机7中的多煤种的信息(发热量、燃料比、水分、灰分、粉碎性、产出国、媒质分类、以及粘结性等信息)、或者每一煤种的供给量。以此，与比较例的操作员所进行的多煤种锅炉的运行控制相比，可以减轻控制的负担。又，与计算机所进行的多煤种锅炉的运行控制相比，可以降低设备成本。

(第二实施方式)

接着，参照图2～图4，使用图5以及图6，说明本发明的第二实施方式。图5是表示第二实施方式的锅炉运行控制装置的结构的方块图。图6是表示本发明的第二实施方式的锅炉运行控制方法的多煤种锅炉的运行控制的步骤的图。

第二实施方式的特征在于，IC标签12储存煤种ID(煤种的识别信息、煤种代码)，有关该煤种的煤性质的信息储存于锅炉运行控制装置11侧。即，如图5所示，存储器111储存有表示与每一煤种ID的煤性质有关的信息的煤性质表120。与所述第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记，省略说明。

如图6所示，通过煤搬运船1搬运来的煤，与第一实施方式相同地，通过卸煤机2从煤搬运船1卸煤，并运输到贮煤场地3中。然后，管理者按卸下的煤的煤种，利用输入装置31来输入与该煤种的煤的产出国、发热量、燃料比、灰分、水分以及粉碎性有关的信息(有关煤性质的信息)。此时，对IC标签写入装置30输出煤种ID，与每一煤种ID的煤性质有关的信息输出到锅炉运行控制装置11中。

IC标签写入装置32将从输入装置31输出的煤种ID写入到IC标签12中，并将该IC标签12输送到IC标签撒播装置32中。然后，IC标签撒播装置32与第一实施方式相同地，将IC标签12混合(撒播)于煤中。

另一方面，锅炉运行控制装置11若从输入装置31接收与每一煤种ID的煤性质有关的信息，则将其作为煤性质表120而储存于存储器111中。

该煤性质表120如表1所示。

【表1】

煤性质表

煤种ID	燃料比	发热量	灰分	水分	粉碎性	粘结性	产出国	煤质分类
煤种ID	燃料比	发热量	灰分	水分	粉碎性	粘结性	产出国	煤质分类	A	a	b	c	d	e	f	g	h
B	…	…	…	…	…	…	…	…	A	a	b	c	d	e	f	g	h
B	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…

例如，在表1中，表示煤种ID「A」的煤的燃料比是「a」，发热量是「b」，灰分是「c」，水分是「d」，粉碎性是「e」，粘结性是「f」，产出国是「g」，煤质分类是「h」。

然后，锅炉运行控制装置11若经由IC标签阅读器13而接收储存于IC标签12中的煤种ID，则参照煤性质表120来特定该煤种的煤性质。然后，基于该特定的煤性质来进行运行控制参数的计算。

这样，锅炉运行控制装置11即使在供给到锅炉主体8内的煤种的混合比率与时间的推移一起变化的情况下，也可以对锅炉20进行最佳运行控制。即，因为可以正确地知道从供煤机6供给到磨碎机7内的多煤种的信息(发热量、燃料比、水分、灰分、粉碎性、产出国、煤质分类、粘结性等的信息)、或者每一煤种的供给量，所以容易进行多煤种运行控制。

又，在本实施方式中，因为有关煤性质的信息储存于锅炉运行控制装置11的存储器111中，所以可以减小储存于IC标签12中的信息量。即，即使是存储容量小的IC标签12，也可以实施本系统。

另外，在所述实施方式中，说明了IC标签12对煤的混合比率按各煤种作成为相同的比率，不过并不限定于此。例如，在IC标签12的混合比率在每一煤种上不同时，将该混合的比率经由输入装置31而设定于锅炉运行控制装置11的存储器111中。而且，在计算通过平均化煤性质计算程序15而平均化的煤性质时，参照这些混合比率，对IC标签12的个数(图4的N_A、N_B、N_C)进行加权计算。这样，即使在IC标签12的混合比率在每一煤种上不同的情况下，锅炉运行控制装置11也可以进行锅炉20的最优运行控制。

本实施方式的锅炉运行控制装置11可以通过执行如上所述的处理的程序来实现。又，可以储存于计算机的可以读取的存储媒体(CD-ROM等)中来提供这些程序。又，也可以通过网络来提供该程序。

Claims

1.一种锅炉运行控制方法，用于进行与煤种的混合比率相对应的锅炉运行控制，其特征在于，

包括：

IC标签撒播装置将储存了与所述煤种的煤性质有关的信息的IC标签混合于煤中的步骤；

将所述煤供给给锅炉的供煤机将所述煤供给到锅炉内的步骤；

作为所述IC标签的读取装置的IC标签阅读器读取混合于被供给到所述锅炉内的煤中的IC标签的信息的步骤；

进行所述锅炉的运行控制的锅炉运行控制装置进行的以下的步骤

(1)、(2)，

(1)基于由所述IC标签阅读器读取的IC标签的信息，特定所述各煤种的单位时间对应的供给量、所述各煤种的混合比率以及所述各煤种的煤性质的步骤；

(2)基于所述特定的所述各煤种的单位时间对应的供给量、所述各煤种的混合比率以及所述各煤种的煤性质，计算所述锅炉的运行控制参数，并基于所述计算的运行控制参数，进行所述锅炉的运行控制的步骤。

2.一种锅炉运行控制方法，用于进行与煤种的混合比率相对应的锅炉运行控制，其特征在于，

包括：

IC标签撒播装置将储存了作为所述煤种的识别信息的煤种ID的IC标签混合于煤中的步骤；

由作为所述IC标签的读取装置的IC标签阅读器读取混合于被供给到所述锅炉内的煤中的IC标签的信息的步骤；

进行所述锅炉的运行控制的锅炉运行控制装置进行的以下的步骤(1)、(2)、(3)，

(1)基于所述读取的IC标签的信息，测定所述各煤种的所述单位时间对应的供给量，特定所述各煤种的混合比率的步骤；

(2)按所述煤种ID，对照表示所述煤种的煤性质的煤性质表、与所述读取的IC标签的信息，特定所述各煤种的煤性质的步骤；以及

(3)基于所述测定的所述各煤种的所述单位时间对应的供给量、所述各煤种的混合比率以及所述各煤种的煤性质，计算所述锅炉的运行控制参数，并基于所述计算的运行控制参数，进行所述锅炉的运行控制的步骤。

3.如权利要求1所述的锅炉运行控制方法，其特征在于，

与所述煤性质有关的信息是与所述煤的发热量、燃料比、灰分、水分以及粉碎性有关的信息。

4.如权利要求2所述的锅炉运行控制方法，其特征在于，

所述IC标签撒播装置，在将所述IC标签混合于煤的步骤中，混合的IC标签的数量的比率按各煤种采用相同的比率。

5.一种锅炉运行控制系统，用于进行与煤种的混合比率相对应的锅炉运行控制，其特征在于，

具有：

IC标签阅读器，读取IC标签的信息，所述IC标签混合于被供给到以1种以上的煤种的煤为燃料的锅炉内的煤中，且储存有与所述煤种的煤性质有关的信息；

锅炉运行控制装置，具有：接收部，接收由所述IC标签阅读器读取的IC标签的信息；平均化煤性质计算部，基于由所述接收的IC标签的各煤种每一种的个数特定的各煤种的混合比率、和与所述接收的各煤种的煤性质有关的信息，计算供给到所述锅炉内的煤的平均化的煤性质；运算控制参数计算部，基于所述平均化的煤性质，计算所述锅炉的运行控制参数，并且，基于所述计算的运行控制参数来进行所述锅炉的运行控制。

6.一种锅炉运行控制系统，用于进行与煤种的混合比率相对应的锅炉运行控制，其特征在于，

具有：

IC标签阅读器，读取IC标签的信息，所述IC标签混合于被供给到以1种以上的煤种的煤为燃料的锅炉内的煤中，且储存有与所述煤性质有关的信息；

锅炉运行控制装置，具有：接收部，接收由所述IC标签阅读器读取的IC标签的信息；存储部，按作为所述煤种的识别信息的煤种ID，存储表示所述煤种的煤性质的煤性质表；平均化煤性质计算部，以所述接收的煤种ID为关键词来检索所述煤性质表，特定被供给到所述锅炉内的煤性质，并根据所述接收的IC标签的各煤种每一种的个数来特定所述各煤种的混合比率，基于所述特定的各煤种的煤性质以及所述特定的各煤种的混合比率来计算被供给到所述锅炉内的煤的平均化的煤性质；运行控制参数计算部，基于所述平均化的煤性质，计算所述锅炉的运行控制参数，并且，基于所述计算的运行控制参数来进行所述锅炉的运行控制。

7.如权利要求5、6中任一项所述的锅炉运行控制系统，其特征在于，

8.如权利要求7所述的锅炉运行控制系统，其特征在于，

混合于被供给到所述锅炉内的煤中的IC标签的数量的比率是按所述煤种相同的比率。