[發明專利]塔式爐空氣分級燃燒方式下的低氮燃燒自動控制方法

有效

• 申請號: 201710066060.7
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106895434B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 馬劍宇;柳倩;王煜偉;馮志剛;劉桂生
• 申請（專利權）人: 國家能源集團諫壁發電廠
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02;F23K3/00;F23M11/04
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1.塔式爐空氣分級燃燒方式下的低氮燃燒自動控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立下層主燃燒區域過量空氣系數α_下模型:

S11、計算總一次風量：總一次風量＝各磨煤機的一次風量+各磨煤機的密封風量；所述各磨煤機的一次風量由一次風量自動控制系統控制，其接受該磨給煤量對應的函數指令控制，各磨煤機的一次風量＝f(給煤量)，經過模擬得到各磨煤機的一次風量與給煤量的函數表達式；所述磨煤機密封風由密封風機提供，不同工況下基本恒定不變；

S12、計算鍋爐氧量：鍋爐氧量由氧量自動控制系統控制，其接受機組負荷對應的函數指令控制，自動控制鍋爐氧量為設定值，鍋爐氧量＝f(機組負荷)，經過模擬得到鍋爐氧量與機組負荷的函數表達式；

S13、計算入爐煤發熱量與修正耗煤量，當機組負荷與鍋爐實際耗煤量之間存在偏差時，入爐煤發熱量自動修正系統(簡稱BTU)將自動計算入爐煤發熱量；用于BTU系統修正的煤種為機組的常用煤種，簡稱該機組的“修正煤”，修正耗煤量＝f(機組負荷)，通過模擬得到修正耗煤量與機組負荷的函數表達式；BTU修正系數為“修正耗煤量”與“實際耗煤量”之商；則入爐煤的發熱量＝修正煤的發熱量/BTU修正系數；

S14、計算鍋爐理論干空氣質量V⁰，鍋爐運行時，鍋爐理論干空氣質量V⁰為“修正耗煤量”與“理論干空氣質量系數”的乘積；所述理論干空氣質量系數＝f(入爐煤發熱量)，經過模擬得到理論干空氣質量系數與入爐煤發熱量的函數表達式；

S15、計算鍋爐總二次風量，鍋爐總二次風量為＝鍋爐總風量V-總一次風量-爐膛漏風量；其中鍋爐總風量V為鍋爐理論干空氣質量V⁰與過量空氣系數α的乘積，過量空氣系數α＝f(鍋爐氧量)；總一次風量由步驟S11得到；爐膛漏風量是指在鍋爐正常運行時，通過不嚴密處漏入爐膛的外界風量，其在不同工況下，基本一致；

S16、計算單個二次風擋板對應的二次風量；單個二次風擋板對應的二次風量＝(單個二次風擋板對應的二次風量分配比例)×(鍋爐總二次風量)，所述鍋爐總二次風量由步驟S15得到；

單個二次風擋板對應的二次風量分配比例＝(單個二次風擋板對應的二次風量分配系數)/(各二次風擋板對應的二次風量分配系數總和)；

單個二次風擋板對應的二次風量分配系數＝(單個二次風擋板線性的風量系數)×(單個二次風擋板面積的風量系數)×(單個二次風擋板高度差的風量系數)；

單個二次風擋板線性的風量系數＝f(二次風擋板開度)，經模擬可得單個二次風擋板線性的風量系數與二次風擋板開度的函數表達式；

單個二次風擋板面積的風量系數通過單個二次風擋板開度與風量的就地測量試驗，計算模擬出單個二次風擋板100％開度時，對應單個二次風擋板不同風量的分配系數，即為單個二次風擋板面積的風量系數；

單個二次風擋板高度差的風量系數，根據單個二次風擋板實際高度位置及鍋爐實際運行情況，計算模擬出不同高度的單個二次風擋板風量的分配系數，即為單個二次風擋板高度差的風量系數；

S17、計算得到α_下，α_下＝(下層主燃燒區域的風量)/(鍋爐理論干空氣質量V⁰)；

所述下層主燃燒區域的風量＝(爐膛漏風量)+(總一次風量)+(下層主燃燒區域各二次風擋板對應的二次風量)；

所述爐膛漏風量在不同工況下，基本一致；所述總一次風量通過步驟S11計算得到；

所述下層主燃燒區域各二次風擋板對應的二次風量＝(CCOFAⅡ～Ⅰ二次風量總和)+(F～A層二次風量總和)；其中各層的二次風量總和為各層單個二次風擋板對應的二次風量之和；單個二次風擋板對應二次風量由步驟S16計算得到，

其中，CCOFAⅡ和CCOFAⅠ分別為中層燃燒區域的兩層緊湊燃盡風，

下層主燃燒區域中，F磨對應的預置水平偏角的輔助風噴嘴，即F_上，

F磨對應的燃油輔助風噴嘴，即F_中，

F磨對應的下部的煤粉噴嘴及其周界風，即F_周，周界風包括上部及下部周界風，該下部周界風擋板與上部周界風擋板公用一個執行控制機構，

F磨對應的底層二次風噴嘴，即F_下，

由上至下，從E磨至B磨的各層二次風擋板，與F層類似，不一一敘述；

A磨對應的預置水平偏角的輔助風噴嘴，即A_上，

A磨對應的上部的煤粉噴嘴及其周界風，即A_周，

A磨對應的燃油輔助風噴嘴，即A_中，

A磨對應的下部的煤粉噴嘴及其周界風，即A_周，

A磨對應的底層二次風噴嘴，即A_下；

S2、針對部分典型燃燒工況，進行α_下的特性試驗，檢測相關參數的變化，對鍋爐系統經濟性進行定量計算分析研究，對鍋爐系統安全性進行定性分析，從而確定在機組正常運行負荷下的最優α_下控制范圍；

S3、構架燃燒自動調整控制系統：

S31、構架上層燃盡區域二次風擋板的自動控制方法：

在50％-100％負荷之間時，將上層燃盡區域二次風擋板開度保持全開位置，通過調整其他下層主燃燒區域的二次風擋板，精確控制α_下的數值；在50％負荷以下時，爐膛熱負荷逐漸下降，爐膛內火焰充滿度較低，下層主燃燒區域的著火穩定性及煤粉燃燒效率逐漸變差，需要適當提高α_下，適當調小上層燃盡區域二次風擋板開度；

S32、構架下層主燃燒區域二次風擋板自動控制方法：

根據經BTU系數修正后的給煤量控制下層主燃燒區域各二次風擋板開度，以將α_下控制在S2得出的控制范圍內；

S4、通過對α_下進行計算模擬，對各種不同燃燒工況進行驗證比較，對不滿足α_下控制范圍的工況重新進行燃燒自動調整控制系統的優化調整。