[發明專利]一種基于CO的電站鍋爐優化運行方法及系統

有效

• 申請號: 201310077673.2
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103148473A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 曹紅加;張清峰;孫亦鵬
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網公司
• 主分類號: F22B35/00
• 分類號: F22B35/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明關于火力發電廠，特別是關于火力發電廠中的鍋爐系統，具體的講是一種基于CO的電站鍋爐優化運行方法及系統。

背景技術

當前我國電站鍋爐的運行面臨兩大壓力：在煤質多變的前提下，進行節能降耗；電站鍋爐的技術改造中，對鍋爐進行減排。在此基礎上，對電站鍋爐的運行過程進行適當的燃燒優化調整是非常有必要的。

鍋爐運行的燃燒優化調整，即根據燃燒過程優劣的指標，對影響燃燒工況的主要參數進行優化試驗，使燃燒過程達到安全可靠、經濟高效、低污染的要求。影響燃燒工況的主要因素有入爐煤質特性、總風量、配風方式和制粉系統特性等，其中對風量的優化控制最為復雜。因為對風量的控制直接影響鍋爐運行氧量的變化，而運行氧量的變化不僅直接影響排煙熱損失及鍋爐熱效率的變化，它還會引起其他運行參數的改變，如灰渣未燃盡碳含量、排煙溫度、送風機總電耗、引風機總電耗等，同時氧量的變化也會影響鍋爐運行的安全性，如結渣和高溫腐蝕等。因此，爐內燃燒過程的優化控制實質是對鍋爐熱效率及相關運行參數綜合進行考慮并加以協調，而要達到良好的燃燒控制，就需要控制風量。

當前我國電站鍋爐運行中對風量的控制，主要是利用鍋爐負荷與風量、送風機開度或二次風擋板開度的線性關系設計的。在控制系統中，鍋爐負荷指令直接送給風量控制系統，當負荷指令改變時，通過前饋回路的作用，可以很快得到新工況下的風量指令和送風機開度。但鍋爐只是近似的線性系統，僅依靠前饋回路獲得的風量并不能保證氧量指標負荷要求，要獲得準確的風量，現有技術中一般是將煙氣中的含氧量特別是空預器入口氧量作為氧量校正參數。通過在空氣預熱器入口安裝氧化鋯氧量儀等監測儀器實時監測尾部煙道煙氣的氧量，并以此作為鍋爐運行中風量控制的修正，使風量與燃料量以及鍋爐運行的負荷相適應，進一步保證最佳風/煤比，使煤粉在爐膛中完全燃燒，保證燃燒的經濟與安全。

上述采用基于煙氣中氧量的燃燒優化控制主要有以下缺陷，（1）氧量不能直接反映爐內空氣和煤粉混合情況的好壞，僅能提供過量空氣系數，即使氧量充足，若混合不好引起爐內局部缺氧呈現還原性氣氛區域，也會造成不完全燃燒損失增大；（2）煙道內的漏風會對測得的氧量有很大的影響，而一般鍋爐的爐膛、煙道總是在負壓下運行，空氣從爐外漏入爐內是很難避免的；（3）大型鍋爐機組中煙道截面很大，煙氣很難得到均勻的混合，結果造成嚴重的氣體成分分層現象，目前的電廠鍋爐機組在空氣預熱器入口的氧量測點只有1～2個，檢測的氧量值沒有很好的代表性，具有一定的誤差。

發明內容

本發明實施例提供了一種基于CO的電站鍋爐優化運行方法及系統，采用以CO控制為主，氧量控制為輔的理念，通過采集CO濃度并結合電廠分散控制系統中鍋爐運行參數確定鍋爐運行的耗差，進一步實現鍋爐風量的優化及控制，提高鍋爐運行的經濟性和安全性，符合當前的節能減排策略，對電站鍋爐的安全經濟運行具有重大意義。

本發明的目的之一是，提供一種基于一氧化碳CO的電站鍋爐優化運行方法，所述的方法包括：采集空氣預熱器入口的CO濃度，獲取當前鍋爐運行的排煙溫度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗；分別確定所述的排煙溫度、CO濃度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗對應的耗差；根據所述的排煙溫度、CO濃度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗對應的耗差確定鍋爐運行的評價參數；調整鍋爐系統的二次風量，控制所述的CO濃度處于預設范圍內；調整鍋爐系統的煤量以及一次風量，使得所述的鍋爐運行的評價參數接近于預設值。

本發明的目的之一是，提供一種基于一氧化碳CO的電站鍋爐優化運行系統，所述的系統包括鍋爐系統、分散控制DCS系統、耗差確定裝置、評價參數確定裝置、CO調整裝置、評價參數調整裝置，其中，所述的鍋爐系統包括爐膛、省煤器、空氣預熱器、除塵器、一次風機、送風機以及引風機；所述的分散控制DCS系統，用于實時獲取所述的空氣預熱器入口的CO濃度、當前鍋爐運行的排煙溫度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗；所述的耗差確定裝置，用于分別確定所述的排煙溫度、CO濃度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗對應的耗差；所述的評價參數確定裝置，用于根據所述的排煙溫度、CO濃度、排煙含氧量、飛灰含碳量以及風機電耗對應的耗差確定鍋爐運行的評價參數；所述的CO調整裝置，用于調整鍋爐系統的二次風量，控制所述的CO濃度處于預設范圍內；所述的評價參數調整裝置，用于調整鍋爐系統的煤量以及一次風量，使得所述的鍋爐運行的評價參數接近于預設值。