[發(fā)明專利]一種鍋爐煤粉燃燒熱量控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210133122.9
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN103375808A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邸生才
• 申請（專利權(quán)）人: 邸生才
• 主分類號: F23N5/00
• 分類號: F23N5/00;F23N1/00
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鍋爐燃燒熱量測量與控制技術(shù)，特別是涉及一種鍋爐燃煤(煤粉)燃燒熱量控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

燃燒鍋爐廣泛的應(yīng)用于電力、冶金、水泥、化工等行業(yè)。以下以發(fā)電廠為例，簡要說明鍋爐煤粉燃燒熱量控制現(xiàn)狀。

電廠有諸多控制系統(tǒng)，其中蒸汽壓力控制系統(tǒng)或鍋爐燃燒控制系統(tǒng)是根據(jù)鍋爐蒸汽壓力的偏差或發(fā)電機(jī)組的蒸汽負(fù)荷需求，來控制進(jìn)入鍋爐的燃煤量、送風(fēng)量和引風(fēng)量，以保證鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和安全性。

由于氣壓控制慣性較大，加之難以準(zhǔn)確的測量入爐燃煤燃燒熱的流量，以及所燃煤的品質(zhì)多變，導(dǎo)致氣壓控制系統(tǒng)難以及時有效的克服燃煤熱量內(nèi)擾、難以確保燃燒過程穩(wěn)定性和負(fù)荷適應(yīng)性，從而影響該系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和安全性。

存在上述缺陷的主要原因是：煤的燃燒熱量并不僅僅取決于入爐煤重量，還與煤品質(zhì)(發(fā)熱量)有關(guān)。即：燃燒熱量＝(發(fā)熱量)*(煤重量)

可見燃燒熱量取決于煤發(fā)熱量以及煤重量這兩個因素，如果僅僅采用入爐煤的重量控制，則僅考慮了其中一個因素，使得燃燒熱量的控制精度較低，會產(chǎn)生較大的熱量波動而導(dǎo)致運行的不穩(wěn)定性，降低了安全性。

另外，在預(yù)定的目標(biāo)熱量下，根據(jù)煤發(fā)熱量精確的控制入爐煤重量可以避免燃煤熱量擾動，降低煤耗，降低成本，提高效率。對于大型電廠來說意義尤為重大。

當(dāng)前技術(shù)中，尚未見到能夠精確控制燃燒鍋爐的入爐煤的燃燒熱量的控制裝置。針對上述問題，本發(fā)明提出“一種鍋爐煤粉燃燒熱量控制系統(tǒng)及其方法”，對煤粉燃燒熱量進(jìn)行精確測量與閉環(huán)控制用以減少燃煤熱量的擾動，提高電廠運行的穩(wěn)定性和安全性，有效的降低煤耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，精確獲取煤粉的燃燒熱量。

更進(jìn)一步的，根據(jù)目標(biāo)熱量，精確控制燃燒鍋爐的入爐煤量。

更進(jìn)一步的，根據(jù)當(dāng)前的入爐煤量獲取其燃燒熱量。

本發(fā)明公開了一種鍋爐煤粉燃燒熱量控制系統(tǒng)，包括輸送機(jī)以及煤粉燃燒器，該輸送機(jī)輸送煤粉至該煤粉燃燒器，該系統(tǒng)還包括：

灰分測量裝置，測量該輸送機(jī)所輸送的煤粉的灰分信號；

水分測量裝置，測量該輸送機(jī)所輸送的煤粉的含水量；

揮發(fā)分測量裝置，測量該輸送機(jī)所輸送的煤粉的揮發(fā)分值；

稱重裝置，測量該輸送機(jī)所輸送的煤粉的重量值；

數(shù)據(jù)采集處理控制器，接收測量得到的該灰分信號、含水量、揮發(fā)分值以及重量值并據(jù)以計算煤粉的燃燒熱量，該數(shù)據(jù)采集處理控制器根據(jù)該燃燒熱量與一目標(biāo)熱量的差值，發(fā)出調(diào)整該輸送機(jī)的輸送量的控制信號。

該數(shù)據(jù)采集處理控制器根據(jù)該灰分信號、含水量、重量值以及灰分?jǐn)?shù)學(xué)模型計算煤粉的灰分值，再根據(jù)該灰分值、含水量和揮發(fā)分值以及一發(fā)熱量計算公式計算該煤粉的發(fā)熱量，根據(jù)該發(fā)熱量和該重量值，計算該煤粉的該燃燒熱量。

該灰分?jǐn)?shù)學(xué)模型為：A_ad＝K_A?K_M[ln(N_i/N_o)/w]；

其中，A_ad為灰分值(％)，K_A為煤灰分標(biāo)定系數(shù)，N_o為輸送機(jī)上無煤粉時該灰分測量裝置輸出的灰分信號，N_i為輸送機(jī)上有煤粉時該灰分測量裝置輸出的灰分信號，w為煤粉的重量，K_M為水分修正系數(shù)；

K_M＝C+K(M_i-M_o)，M_i為該含水量，M_o為標(biāo)定該K_A時煤樣的含水量，K和C分別為對K_M與(M_i-M_o)變化關(guān)系曲線進(jìn)行線性擬合的直線斜率和截距，該K_A、K_M、K和C均通過煤樣標(biāo)定獲得；

或者，該系統(tǒng)還包括一測厚裝置，測量該輸送機(jī)所輸送的煤粉的厚度，該灰分?jǐn)?shù)學(xué)模型為：A_ad＝K_A?K_M[ln(N_i/N_o)/d]，d為煤粉的厚度。

該發(fā)熱量計算公式為：Q_net.ad＝D-K₁V_ad-K₂A_ad-K₃M_i