[發明專利]一種富氧燃燒系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202010650442.6
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111750341B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 金波;梁志武;劉開樂
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F22B1/22
• 分類號: F22B1/22;F22B35/18;F23N5/18;F23N5/20
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1.一種富氧燃燒系統的控制方法，其特征在于，所述富氧燃燒系統包括煤粉燃燒系統、運行控制系統及參數監測系統三個部分；其特征在于，所述煤粉燃燒系統包括煤粉直流鍋爐、蒸汽產生、尾氣處理、煙氣循環、注氧和配風單元，鍋爐煙氣側氣體依次通過水冷壁、高溫過熱器、中溫過熱器、低溫過熱器、髙溫再熱器、低溫再熱器、省煤器、選擇性催化還原裝置、空氣預熱器、靜電除塵裝置、煙氣脫硫裝置和煙氣冷卻器，一股煙氣進入CO₂壓縮純化單元，一股煙氣用作循環與注入氧氣混合配成一、二次風，一股通入煙囪排放；鍋爐水側給水經省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器轉變為主蒸汽和再熱蒸汽，設置噴水減溫器用于調節蒸汽溫度；其特征在于，所述運行控制系統，由運行利潤目標計算與調控集成單元、蒸汽溫度控制單元、煙風控制單元、煙氣氧濃度控制單元和比例控制單元組成，具體表現為：1）運行利潤目標計算與調控集成單元：運行利潤目標計算模塊涉及運行過程中風機功耗、冷卻水用量、燃料用量、發電量與尾氣處理所產生的收益與成本之和，調控模塊涉及確定優化后的各運行參數設定目標值，從而實現富氧燃燒系統運行利潤最大化；2）蒸汽溫度控制單元：包括主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、再熱抽氣流量和鍋爐給水流量控制模塊；主、再熱蒸汽溫度由串級控制模塊實現，主控制信號為主、再熱蒸汽物流溫度，控制信號傳輸至噴水減溫流量控制遠程端點，以實現對蒸汽溫度的調控；3）煙風控制單元：包括循環煙氣、空氣、進入CO₂壓縮純化系統煙氣、總注氧、二次風、二次注氧、燃燼風和燃煤流量控制模塊，以實現循環煙氣、煙風分配及注氧的調控；4）煙氣氧濃度控制單元：為串級控制模塊，主控制信號為爐膛出口煙氣氧濃度，控制信號傳輸至總注氧流量控制遠程端點，以實現對鍋爐燃燒的調控；5）比例控制單元：由鍋爐水側與鍋爐煙氣側協調控制計算單元組成，包括燃煤/給水、給水/再熱抽氣、二次注氧/總注氧、燃煤/空氣、燃煤/循環煙氣和二次風/循環煙氣比例計算模塊，從而實現對負荷變化運行工況調控；所述參數監測系統，由煙氣氧濃度、蒸汽溫度、一次風氧濃度、二次風氧濃度和爐膛運行壓力監測單元組成，在總控室設有遠程監控窗口和參數范圍預警；系統穩定運行時滿足各參數數值范圍，即進入CO₂壓縮純化系統煙氣量/進煤量控制在3.2~3.4、循環煙氣量/進煤量控制在7.4~7.6、二次煙氣量/循環煙氣量控制在0.5~0.7、二次風氧濃度控制在20%~40%、主蒸汽溫度控制在590~605℃、再熱蒸汽溫度控制在615~625℃、出爐膛煙氣氧濃度控制在2%~7%。

2.如權利要求1所述的一種富氧燃燒系統的控制方法，其特征在于，運行利潤目標計算分為收益和成本兩部分，運行收益為電量供應收益和CO₂產品收益，運行成本包括原煤消耗、供氧、工藝用水、CO₂壓縮純化、脫硫脫硝及除塵、排污和風機運行電耗；調控集成單元對各運行參數設定目標值的統一調控，調控信號傳輸至各參數控制模塊的遠程端點，使系統始終維持在最大利潤運行工況。