[發明專利]一種基于煤質在線監測的燃燒優化方法

有效

• 申請號: 202010039428.2
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN110848733B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 劉國耀;沈德明;吳生輝;陳福兵;李揚
• 申請（專利權）人: 南京科遠智慧科技集團股份有限公司
• 主分類號: F23M11/04
• 分類號: F23M11/04;F23N5/20;F23N5/26;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚

本發明公開了一種基于煤質在線監測的燃燒優化方法，包括煤質在線監測方法；基于煤質在線監測的制粉系統運行優化方法；基于煤質在線監測的精細化配風優化方法；基于煤質在線監測的排煙氧量優化方法。制粉系統優化實現磨煤機風煤比的實時優化；精細化配風優化實現所有燃燒器二次風量、燃燼風量的配比優化；排煙氧量實現總風量優化。本發明燃燒優化方法能夠適應煤質、負荷的變化進行動態實時優化，有效提高了鍋爐效率，降低污染物NOx的排放。

技術領域：

本發明涉及一種基于煤質在線監測的燃燒優化方法，具體涉及燃煤發電機組鍋爐燃燒優化控制技術領域。

背景技術：

燃煤火電發電機組由于負荷多變、煤種多變等原因使得鍋爐燃燒偏離設計煤種，傳統的鍋爐協調控制優化往往適應不了煤質的變化，使得鍋爐運行的一次風率、二次風率、燃燼風率、氧量控制等偏離了最佳運行工況。目前對一次風率、二次風風率、燃燼風量率主要還是依靠運行人員根據經驗進行手動調整。在煤質偏離較大時，經常出現水冷壁頻繁超溫，燃燒器噴口結渣燒毀，飛灰含碳量增加等問題。很難同時保證鍋爐效率的提升和排煙NOx的控制。因此尋找一種有效的智能燃燒優化的方法，代替人工的經驗手動運行方式，實現變負荷、變煤質下的實時優化，對燃煤鍋爐長期處于節能減排、安全運行將起到重要意義。

燃煤鍋爐的燃燒波動、負荷振蕩究其根源，主要是因為煤質參數的波動。單靠人工運行很難快速判斷煤質的變化，并作出正確的燃燒優化調整；傳統的協調控制只是根據燃燒后的主汽溫/主汽壓等參數來判斷煤質熱值的變化，存在燃燒傳熱延遲，是主汽溫/主汽壓波動大，減溫水用量多的主要原因之一。此外傳統的協調控制幾乎對各燃燒器的小二次風門不進行優化和控制。

為了解決上述問題，出現了一些利用大數據分析的智能燃燒優化的方法，比如基于神經網絡建模，利用遺傳算法尋優的智能燃燒優化方法。此類方法主要基于對鍋爐運行歷史參數樣本進行建模訓練，建立適應變負荷下的配風優化模型。此模型存在的主要問題是，其輸入參數沒有準確的煤質參數信息，當煤質發生較大變化時，此模型的正確性得不到保證。

為了解決煤質參數的測量問題，出現了一些基于煤質軟測量的配風優化方法，即：根據燃用定量煤炭后所產生的蒸汽焓增計算燃煤的平均熱值，根據排煙灰分、氣體分析計算煤炭的其他工業或元素分析成分。再根據軟側煤質對鍋爐二次配風做簡單的調整，如以四角切圓、四墻切圓鍋爐的燃煤發電機組為例，傳統的均衡、縮腰、正寶塔、倒寶塔配風方式。第一、此方法的煤質軟測量的準確性比實測化驗結果差，第二、簡單的配風指導方式未做到對每個燃燒器的二次風門、周界風門、OFA風門、SOFA風門的風量的準確測量，只是憑借經驗大致調整各二次小風門的開度。

為了解決精細化配風，出現了基于冷態空氣動力場試驗的方法擬合得到層燃燒器二次風量G與風箱壓力P、風門開度k的函數關系G＝G(P,k)。此種方法只是在鍋爐冷態下進行的風門擋板流量特性的擬合，不能夠準確滿足熱態下各噴口二次風量的度量。

上述幾個解決問題的方法都存在一定的局限性，也很難系統地解決現有燃煤電廠調幅頻繁、煤質多變帶來的鍋爐效率下降，污染物NOx排放增加的問題，因此，迫切需要開發一種更科學合理的鍋爐燃燒控制的改進優化方案。

發明內容：

本發明提供了一種基于煤質在線監測的燃燒優化方法，解決現有燃煤電廠調幅頻繁、煤質多變帶來的鍋爐效率下降，污染物NOx排放增加的問題，綜合提高電廠的經濟效益。

本發明所采用的技術方案有：