CN205316377U - 一种对冲燃烧燃尽风量自动控制系统及锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种对冲燃烧燃尽风量自动控制系统及锅炉，属于燃烧器运行风量控制技术领域。所述系统包括：进风量检测装置、进风量控制装置以及进风量确定装置；所述进风量检测装置设置在燃尽风箱的进风口处，所述进风量检测装置与所述进风量控制装置连接，所述进风量控制装置与所述进风量确定装置连接。本实用新型根据确定的对冲燃烧进风量对燃尽风箱的入口处的风量进行控制，实现了在锅炉运行过程中自动控制低NOx对冲燃烧过程中的进风量，在保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口NOx浓度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对冲燃烧燃尽风量自动控制系统及锅炉，属于低NOx燃烧器燃尽风量控制技术领域。
背景技术
目前，大型煤粉燃烧锅炉中的燃烧方式主要包括四角切圆燃烧和前后墙对冲燃烧。前后墙对冲燃烧锅炉因其在燃烧稳定性和受热面布置方面的优势，已经成为超临界锅炉采用的主要燃烧方式。在前后墙对冲燃烧方式中，旋流燃烧器布置在炉膛前墙和后墙水冷壁上，每个燃烧器单独组织配风、火焰相对独立；同一面墙上的各支燃烧器的火焰之间互不干扰，前后墙上的燃烧器火焰尾部在炉膛中部对冲后折向向上流动。这种燃烧方式具有炉膛断面上热负荷分布较为均匀的优点，但与同样的炉膛燃尽高度下的四角切圆燃烧方式相比，该方式的后期炉内烟气混合较差、烟气行程相对较短，若燃烧用空气不能及时给入并与燃料充分混合，则会延迟燃料的燃烧过程并影响炉膛吸热。
为降低NOx排放浓度，现有的大型煤粉锅炉通常采用低NOx燃烧技术，结合图1所示，现有的低NOx燃烧技术通过分离的燃尽风，在主燃区与燃尽区之间构建了一个还原区，利用主燃区欠氧燃烧产生的还原性气体对主燃区中燃烧生成的少量NOx进行还原，从而进一步减少NOx排放量。但现有的低NOx燃烧技术无法在锅炉运行过程中通过控制低NOx对冲燃烧过程中的进风量以保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口NOx浓度。
实用新型内容
本实用新型为解决现有的低NOx对冲燃烧技术存在的无法在锅炉运行过程中通过控制低NOx对冲燃烧过程中的进风量以保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口NOx浓度问题，进而提出了一种对冲燃烧燃尽风量自动控制系统及锅炉，具体包括如下的技术方案：
一种对冲燃烧燃尽风量自动控制系统，包括：进风量检测装置、进风量控制装置以及进风量确定装置；所述进风量检测装置设置在对冲燃烧锅炉的燃尽风箱的进风口处，所述进风量检测装置与所述进风量控制装置连接，所述进风量控制装置与所述进风量确定装置连接。
本实用新型的有益效果是：根据确定的对冲燃烧进风量对燃尽风箱的入口处的风量进行控制，实现了在锅炉运行过程中自动控制低NOx对冲燃烧过程中的进风量，在保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口NOx浓度。
附图说明
图1为现有技术中采用低NOx燃烧技术的锅炉炉膛结构图。
图2以示例的方式示出了对冲燃烧燃尽风量自动控制系统的结构图。
图3以示例的方式示出了风量控制装置的结构图。
图4以示例的方式示出了进风量确定装置的结构图。
图5以示例的方式示出了燃尽风箱的安装位置示意图。
图6以示例的方式示出了对冲燃烧燃尽风量自动控制系统自动控制燃尽风箱的进风量的操作方法示意图。
具体实施方式
本具体实施方式提出了一种对冲燃烧燃尽风量自动控制系统，结合图2所示，包括：进风量检测装置21、进风量控制装置22以及进风量确定装置23；进风量检测装置21设置在对冲燃烧锅炉的燃尽风箱的进风口处，进风量检测装置21与进风量控制装置22连接，进风量控制装置22与进风量确定装置23连接。
可选的，结合图3所示，在风量控制装置22中包括：实际风量输入模块221、比较器222和风力控制模块223；实际风量输入模块221与比较器222连接，比较器222与风力控制模块223连接。
可选的，结合图3所示，在风量控制装置22中还包括：燃尽风挡板224，风力控制模块223与燃尽风挡板224的开度控制端连接。
可选的，结合图4所示，在进风量确定装置23中包括：参数输入模块231、燃料量输入模块232和进风量确定模块233；参数输入模块231和燃料量输入模块232分别与进风量确定模块233连接。
可选的，结合图4所示，在进风量确定装置23中还包括：进风量比较器234，进风量比较器234与进风量确定模块233连接。
可选的，在进风量确定装置23中还包括烟气分析器，该烟气分析器与进风量确定模块233连接。该烟气分析器可采用MRU4000或TESTO系列烟气分析仪，用于检测锅炉的烟气入口处的烟气中CO和NOx的浓度。
下面通过具体的实施例对本实用新型提出的对冲燃烧燃尽风量自动控制系统进行详细说明。
实施例一
本实施例提出了一种对冲燃烧燃尽风量自动控制系统，该系统设置在如图5所示的对冲燃烧锅炉中。该对冲燃烧锅炉包括第1号炉墙和第2号炉墙，在第1号炉墙上设置有C层磨煤机、D层磨煤机、E层磨煤机、第1层燃尽风箱x1,1和第2层燃尽风箱x1,2，在第2号炉墙上设置有A层磨煤机、B层磨煤机、F层磨煤机、第1层燃尽风箱x2,1和第2层燃尽风箱x2,2。
其中，燃尽风可在还原区上方的燃尽区送入，以保证炉膛出口存在一定的过量空气，使炉膛内剩余的可燃物完全燃尽。燃尽风的给入可遵循及时、高效的原则，即在还原区内完成主要还原后，在炉膛高温区及时将燃尽风送入，燃尽风送入的位置、风速和方式可有利于还原区送来的可燃气体和燃尽风的充分混合，以提高燃烧效率。
在通过进风量确定装置23确定对冲燃烧进风量的过程中，燃尽风箱所在炉墙给入的总燃料量Mi可为第1号炉墙的磨煤机给煤量与的第2号炉墙的磨煤机给煤量总和，即M1为C、D和E层磨煤机给煤量的总和，M2为A、B和F层磨煤机给煤量的总和。燃尽风箱入口处的实际进风量V可由设置在风箱入口的燃尽风挡板控制，并通过设置在入口处的进风量检测装置51检测获得实际进风量V。
图6所示的是本实施例提出的对冲燃烧燃尽风量自动控制系统的对冲燃烧进风自动控制的操作方法示例，首先通过燃料量输入模块232输入每层燃尽风箱的燃尽风量分配系数Mi，并通过参数输入模块231输入对冲燃烧运行氧量O2、主燃区过量空气系数αc以及入炉煤质的分析数据，其中的对冲燃烧运行氧量O2可通过烟气分析仪检测获得的烟气中CO和NOx的浓度并结合现有技术确定。该分析数据可以包括收到基碳元素质量分数C、收到基硫元素质量分数S、收到基氢元素质量分数H和收到基氧元素质量分数O。最后通过输入第i号炉墙给入的总燃料量即可由进风量确定模块233计算获得对冲燃烧进风量Vi,j。
其中，进风量确定模块233可通过现有技术中的技术方案确定进风量，例如：采用一种防止对冲锅炉结渣的燃尽风调整结构，其中的燃尽风结构为中间直流、外部旋流结构，六个以上的煤粉燃烧器和燃尽风以炉膛中心为对称面对称且均匀的连接在锅炉炉膛的前墙和后墙上，根据所安装位置的不同，位于两侧的燃尽风为侧边燃尽风，位于中间的燃尽风为中间燃尽风，侧边燃尽风的中间直流和外部旋流的调节板开度均为100％，中间燃尽风的中间流的调节板开度为80％，外部旋流的调节板开度为10％。
若此时计算获得的对冲燃烧进风量Vi,j大于燃尽风箱的设计最小通风量V0，则不改变对冲燃烧进风量Vi,j的取值；若此时计算获得的对冲燃烧进风量Vi,j小于燃尽风箱的设计最小通风量V0，则可通过进风量比较器234将对冲燃烧进风量Vi,j确定为燃尽风箱的设计最小通风量V0。
最后由实际风量输入模块221输入燃尽风箱入口处的实际进风量V，再由比较器222确定实际进风量V与对冲燃烧进风量Vi,j的比较结果。采用电站锅炉DCS系统中的常用控制模块判定，若比较结果大于预设的风量偏差Δ(即V-Vi,j>Δ)，则由风力控制模块223控制燃尽风挡板224关小以减小实际进风量V；若比较结果小于预设的风量偏差的负值-Δ(即V-Vi,j<-Δ)，则由风力控制模块223控制燃尽风挡板224开大以增加实际进风量V；若比较结果在预设的风量偏差Δ和预设的风量偏差的负值-Δ之间(即Δ>V-Vi,j>-Δ)，则无需对燃尽风挡板224进行调整。
其中，预设的风量偏差Δ可根据实际进风量V测点示数的实际波动幅度确定，燃尽风箱的设计最小通风量V0可由锅炉或燃烧器设计资料提供。
采用本具体实施方式提供技术方案，根据确定的对冲燃烧进风量对燃尽风箱的入口处的风量进行控制，实现了在锅炉运行过程中自动控制低NOx对冲燃烧过程中的进风量，在保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口NOx浓度。
本具体实施方式是对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，其中的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有经过创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施方式都属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种对冲燃烧燃尽风量自动控制系统，其特征在于，包括：进风量检测装置、进风量控制装置以及进风量确定装置；所述进风量检测装置设置在对冲燃烧锅炉的燃尽风箱的进风口处，所述进风量检测装置与所述进风量控制装置连接，所述进风量控制装置与所述进风量确定装置连接。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述风量控制装置中包括：实际风量输入模块、比较器和风力控制模块；所述实际风量输入模块与所述比较器连接，所述比较器与所述风力控制模块连接。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述风量控制装置中还包括：燃尽风挡板，所述风力控制模块与对所述燃尽风挡板的开度控制端连接。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述进风量确定装置中包括：参数输入模块、燃料量输入模块和进风量确定模块；所述参数输入模块和所述燃料量输入模块分别与所述进风量确定模块连接。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述进风量确定装置中还包括：进风量比较器，所述进风量比较器与所述进风量确定模块连接。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述进风量确定装置中还包括：烟气分析器，所述烟气分析器与所述进风量确定模块连接。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述风量控制装置中包括：实际风量输入模块、比较器、风力控制模块和燃尽风挡板，所述实际风量输入模块与所述比较器连接，所述比较器与所述风力控制模块连接，所述风力控制模块与对所述燃尽风挡板的开度控制端连接；在所述进风量确定装置中包括：参数输入模块、燃料量输入模块、进风量确定模块和进风量比较器，所述参数输入模块和所述燃料量输入模块分别与所述进风量确定模块连接，所述进风量比较器与所述进风量确定模块连接。
8.一种设置有权利要求1至7任意一项权利要求所述的对冲燃烧燃尽风量自动控制系统的对冲燃烧锅炉，其特征在于，在所述对冲燃烧锅炉的主燃区的两面炉墙上分别设置有预定数量的磨煤机，在所述对冲燃烧锅炉的燃尽区设置有预定数量的燃尽风箱，所述对冲燃烧进风量自动控制系统中的进风量控制装置与设置在每个所述燃尽风箱的进风口处的燃尽风挡板的控制端连接。
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