CN205316379U - 一种锅炉运行氧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锅炉运行氧量自动控制系统及锅炉，属于燃烧器运行氧量控制技术领域。所述系统包括：运行氧量检测装置、送风量控制装置以及运行氧量确定装置；所述运行氧量检测装置设置在锅炉脱硝装置的烟气入口处，所述运行氧量检测装置与所述送风量控制装置连接，所述送风量控制装置与所述运行氧量确定装置连接。本实用新型通过确定的低NOx燃烧锅炉的运行氧量对脱硝装置的烟气入口处的运行氧量进行控制，实现了自动控制锅炉的运行氧量，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锅炉运行氧量自动控制系统及锅炉，属于燃烧器运行氧量控制技术领域。
背景技术
在现有技术中，为降低NOx排放浓度，煤粉锅炉通常采用低NOx燃烧技术。与传统的煤粉燃烧技术相比，低NOx燃烧技术具有投资和运行费用低、技术成熟、减排效果明显等优点。结合图1所示，现有的低NOx燃烧技术主要通过分离的燃尽风，在主燃区与燃尽区之间构建了一个还原区，并利用主燃区欠氧燃烧产生的还原性气体来还原主燃区中燃烧生成的少量NOx，从而进一步减少NOx排放量。通常情况下，燃尽风在还原区上方补入，以保证锅炉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。
其中，锅炉炉膛出口的过量空气量可通过锅炉运行氧量进行表征，并采用电化学氧量计实现在线测量。若锅炉运行氧量过大，会增加排烟热损失，降低锅炉热效率，同时还会增加炉膛出口的NOx浓度；若运行氧量过小，又会增加不完全燃烧损失，导致燃料消耗量增大。
实用新型内容
本实用新型为解决现有的低NOx燃烧技术存在的无法在保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口NOx浓度的问题，进而提出了一种锅炉运行氧量自动控制系统及锅炉，具体包括如下的技术方案：
一种锅炉运行氧量自动控制系统，包括：运行氧量检测装置、送风量控制装置以及运行氧量确定装置；所述运行氧量检测装置设置在锅炉脱硝装置的烟气入口处，所述运行氧量检测装置与所述送风量控制装置连接，所述送风量控制装置与所述运行氧量确定装置连接。
本实用新型的有益效果是：通过确定的低NOx燃烧锅炉的运行氧量对脱硝装置的烟气入口处的运行氧量进行控制，实现了自动控制锅炉的运行氧量，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锅炉运行氧量自动控制系统的结构图。
图3以示例的方式示出了送风量控制装置的结构图。
图4以示例的方式示出了运行氧量确定装置的结构图。
图5以示例的方式示出了安装有锅炉运行氧量自动控制系统的锅炉结构图。
图6以示例的方式示出了锅炉运行氧量自动控制系统的操作方法示意图。
具体实施方式
本具体实施方式提出了一种锅炉运行氧量自动控制系统，结合图2所示，包括：运行氧量检测装置21、送风量控制装置22以及运行氧量确定装置23；所述运行氧量检测装置设置21在锅炉脱硝装置的烟气入口处，运行氧量检测21装置与送风量控制装置22连接，送风量控制装置22与运行氧量确定装置23连接。
可选的，结合图3所示，在送风量控制装置22中包括：当前运行氧量输入模块221、比较器222和风力控制模块223；当前运行氧量输入模块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，在送风量控制装置22中还包括：风机控制模块224，风力控制模块223与风机控制模块224连接。
可选的，结合图4所示，在运行氧量确定装置23中包括：参数输入模块231、当前运行负荷输入模块232和运行氧量确定模块233；参数输入模块231和当前运行负荷输入模块232分别与运行氧量确定模块233连接。
可选的，结合图4所示，在运行氧量确定装置23中还包括：运行氧量比较器234，运行氧量比较器234与运行氧量确定模块233连接。
可选的，在运行氧量确定装置23中还包括烟气分析器，该烟气分析器与运行氧量确定模块233连接。该烟气分析器可采用MRU4000或TESTO系列烟气分析仪，用于检测脱硝装置的烟气入口出的烟气中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锅炉运行氧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锅炉运行氧量自动控制系统，该系统设置在如图5所示的安装有控制设备的锅炉中。该锅炉设置有基于低NOx燃烧技术的炉膛51、省煤器52、空气预热器53、送风机54和脱硝装置55；脱硝装置55设置在省煤器52和空气预热器53之间，在脱硝装置55的烟气入口处设置有运行氧量检测装置21，送风量控制装置22与送风机54连接，用于控制送风机54的送风量。
其中，送风机54的出风量可以通过变频电机、风机动叶或风机出口挡板等方式调节。
图6所示的是本实施例提出的锅炉运行氧量自动控制系统的操作方法示例，首先由参数输入模块231输入锅炉当前负荷确定3-5个稳定负荷状态下的运行氧量值，并通过当前运行负荷输入模块232输入锅炉当前运行负荷，然后通过运行氧量确定模块233计算获得锅炉运行氧量O2 *。
其中，运行氧量确定模块233可通过现有技术中的技术方案确定运行氧量，例如：通过建立锅炉的网格化结构模型以及煤粉燃烧所形成的各个理化过程的数学模型对锅炉改变燃煤种类后的煤粉燃烧过程进行模拟，以获取锅炉的各种氧量情况与锅炉燃烧性能指标之间的对应关系，从而确定锅炉的运行氧量；又如：通过获取的负荷指令和实际负荷计算获得主控风量值，再根据该主控风量值、给水控制修正系数和CO浓度修正系数计算获得风量参考值，并根据该风量参考值设定锅炉的运行氧量。
若运行氧量比较器234确定计算获得的锅炉运行氧量O2 *大于送风机54的设计最小通风量V0，则不改变锅炉运行氧量O2 *的取值；若运行氧量比较器234确定此时计算获得的锅炉运行氧量O2 *小于送风机54的设计最小通风量V0，则可通过运行氧量比较器234将锅炉运行氧量O2 *确定为送风机54的设计最小通风量V0。
最后由前运行氧量输入模块221输入锅炉当前运行氧量O2，再由比较器222确定锅炉运行氧量O2 *与锅炉当前运行氧量O2与的比较结果(O2 *-O2)，最后由风力控制模块223根据该比较结果通过风机控制模块224控制送风机54的送风量。例如，通过电站锅炉DCS系统中的现有逻辑块设置，当锅炉当前运行氧量与锅炉最佳运行氧量的比较结果大于预设的含氧量偏差Δ时(O2-O2 *>Δ)，则减小送风机54的送风量；当锅炉当前运行氧量与锅炉运行氧量的比较结果小于预设的含氧量偏差-Δ时(O2-O2 *<-Δ)，则增加送风机54的送风量。
其中，预设的含氧量偏差Δ可根据含氧量监测点75的测点示数的实际波动幅度确定。
采用本具体实施方式提供技术方案，通过确定的低NOx燃烧锅炉的运行氧量对脱硝装置的烟气入口处的运行氧量进行控制，实现了自动控制锅炉的运行氧量，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 (9)
1.一种锅炉运行氧量自动控制系统，其特征在于，包括：运行氧量检测装置、送风量控制装置以及运行氧量确定装置；所述运行氧量检测装置设置在锅炉脱硝装置的烟气入口处，所述运行氧量检测装置与所述送风量控制装置连接，所述送风量控制装置与所述运行氧量确定装置连接。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述送风量控制装置中包括：当前运行氧量输入模块、比较器和风力控制模块；所述当前运行氧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，在所述送风量控制装置中还包括：风机控制模块，所述风力控制模块与所述风机控制模块连接。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述风机控制模块通过变频电机、风机动叶或风机出口挡板调节所述送风机的送风量。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述运行氧量确定装置中包括：参数输入模块、当前运行负荷输入模块和运行氧量确定模块；所述参数输入模块和所述当前运行负荷输入模块分别与所述运行氧量确定模块连接。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述运行氧量确定装置中还包括：运行氧量比较器，所述运行氧量比较器与所述运行氧量确定模块连接。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述运行氧量确定装置中还包括：烟气分析器，所述烟气分析器与所述运行氧量确定模块连接。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述送风量控制装置中包括：当前运行氧量输入模块、比较器、风力控制模块和风机控制模块，所述当前运行氧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所述风机控制模块连接；在所述运行氧量确定装置中包括：参数输入模块、当前运行负荷输入模块、运行氧量确定模块和运行氧量比较器，所述参数输入模块和所述当前运行负荷输入模块分别与所述运行氧量确定模块连接，所述运行氧量比较器与所述运行氧量确定模块连接。
9.一种设置有权利要求1至8任意一项权利要求所述的锅炉运行氧量自动控制系统的锅炉，其特征在于，所述锅炉还包括省煤器、空气预热器、送风机和脱硝装置，所述空气预热器设置在所述锅炉的炉膛末端，所述送风机的出风口连接所述空气预热器的进风口，所述脱硝装置设置在所述空气预热器的出风口处，所述省煤器设置在所述脱硝装置的烟气入口处，所述锅炉运行氧量自动控制系统的运行氧量检测装置设置在所述脱硝装置的烟气入口处，所述锅炉运行氧量自动控制系统的送风量控制装置与所述送风机的风量控制端连接。
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