一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统与方法

摘要

本发明公开了一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统与方法，属于燃煤电站锅炉运行技术领域。其中，在锅炉主燃烧器的四角上方设置有可水平摆动的燃尽风燃烧器，根据锅炉两侧运行氧量偏差情况，沿水平方向调整炉膛四个角上燃尽风燃烧器，改变燃尽风假想切圆在炉内的相对位置，从而起到消除锅炉两侧运行氧量偏差，均衡锅炉两侧燃烧强度的作用，提高锅炉运行的安全性和经济性。与目前大多只能手动水平摆动的燃尽风燃烧器相比，本发明一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统，不受负荷、磨投运方式等变化的影响，能始终保持锅炉两侧运行氧量均衡。

权利要求

1.一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的方法，其特征在于，在切向燃烧锅炉的前墙左侧、后墙左侧、后墙右侧以及前墙右侧分别设置有第一燃尽风燃烧器(1)、第二燃尽风燃烧器(2)、第三燃尽风燃烧器(3)以及第四燃尽风燃烧器(4)，第一燃尽风燃烧器(1)、第二燃尽风燃烧器(2)、第三燃尽风燃烧器(3)以及第四燃尽风燃烧器(4)分别通过第一执行机构(5)、第二执行机构(6)、第三执行机构(7)以及第四执行机构(8)与控制系统(11)相连，且第一燃尽风燃烧器(1)、第二燃尽风燃烧器(2)、第三燃尽风燃烧器(3)以及第四燃尽风燃烧器(4)的初始设置方向与在炉膛正中心对应的一个假想圆相切；设置在左侧尾部烟道的第一烟气分析仪(9)以及设置在右侧尾部烟道的第二烟气分析仪(10)分别与控制系统(11)相连；

当左侧尾部烟道的第一烟气分析仪(9)与右侧尾部烟道的第二烟气分析仪(10)所得的运行氧量数据连续30分钟内偏差平均大于0.5个百分点时，控制系统(11)分别触发第一执行机构(5)、第二执行机构(6)、第三执行机构(7)以及第四执行机构(8)动作；具体如下：当左侧尾部烟道的运行氧量较右侧尾部烟道的运行氧量高0.5个百分点以上时，第一执行机构(5)和第四执行机构(8)分别将第一燃尽风燃烧器(1)和第四燃尽风燃烧器(4)水平向右侧尾部烟道方向摆动5°，第二执行机构(6)和第三执行机构(7)分别将第二燃尽风燃烧器(2)和第三燃尽风燃烧器(3)水平向右侧尾部烟道方向摆动5°；

当左侧尾部烟道的运行氧量较右侧尾部烟道的运行氧量低0.5个百分点以上时，第一执行机构(5)和第四执行机构(8)分别将第一燃尽风燃烧器(1)和第四燃尽风燃烧器(4)水平向左侧尾部烟道方向摆动5°，第二执行机构(6)和第三执行机构(7)分别将第二燃尽风燃烧器(2)和第三燃尽风燃烧器(3)水平向左侧尾部烟道方向摆动5°。

2.根据权利要求1所述的一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的方法，其特征在于，执行机构牵引燃尽风燃烧器每次只水平摆动5°，在触发执行机构动作至燃尽风燃烧器到位后30分钟的时间段内，控制系统(11)不接收任何两侧氧量偏差所触发的指令。

3.根据权利要求1或2所述的一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的方法，其特征在于，执行机构牵引燃尽风燃烧器水平调整到位30分钟后，仍存在左右两侧尾部烟道运行氧量连续30分钟内偏差平均大于0.5个百分点的情况，控制系统(11)再选择触发执行机构执行下一个5°的摆动；当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向右摆动25°时，不接受向右侧尾部烟道方向摆动5°的指令；当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向左摆动25°时，不接受向左侧尾部烟道方向摆动5°的指令。

4.根据权利要求3所述的一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的方法，其特征在于，当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向右摆动25°时，或当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向左摆动25°时，通过开大燃尽风风门挡板开度的方式，实现对左右两侧尾部烟道氧量偏差的调整。

说明书

一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统与方法

技术领域

[0001] 本发明属于燃煤电站锅炉运行技术领域，具体涉及一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统与方法。

背景技术

[0002] 受切向燃烧锅炉固有“残余旋流”和风粉分配不均的影响，炉膛出口两侧烟气含氧量(即运行氧量)普遍存在不同程度的偏差，严重时两侧氧量相差两个百分点以上。锅炉两侧运行氧量偏差大是炉内燃烧不均匀的体现，氧量低的一侧通常CO浓度高，飞灰可燃物也高，化学和机械未完全燃烧损失增加，严重影响锅炉运行的经济性；同时，还可能导致汽温偏差、烟温偏差等现象的发生，造成受热面管壁温度超限、锅炉结焦，危害机组的运行安全。因此，如何消除炉膛两侧运行氧量偏差，均衡炉内燃烧强度至关重要。

[0003] 目前，消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的措施主要有：1)顶层二次风大角度反切，将顶层一次风上方的一层或多层二次风反切一定角度，起到消除残余旋流的作用；2)将燃尽风燃烧器设置为可水平摆动型，通过手动将其调整至正切或反切，来实现对氧量偏差的控制。顶层二次风大角度反切对无燃尽风的锅炉效果比较明显，但对设置有燃尽风的锅炉效果不太明显，这主要是由于经过反切二次风“消旋”的气流在上升的过程中还要受到多层燃尽风的影响，“消旋”效果打了折扣。采用调节燃尽风水平摆角来实现两侧运行氧量偏差的调整，由于缺乏行之有效的具体调整方法，且受负荷、磨投运方式等变化两侧运行氧量偏差随之变化的影响，一味将燃尽风水平摆角正切或反切并不能很好的解决锅炉两侧氧量偏差的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对现有运行调整技术的不足，提供了一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统与方法，其可起到消除锅炉两侧运行氧量偏差，均衡锅炉两侧燃烧强度的作用，缓解由运行氧量偏差带来的汽温/烟温偏差、受热面壁温超限等问题，提高锅炉运行的安全性和经济性。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

[0006] 一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统，其特征在于：包括设置在该切向燃烧锅炉前墙左侧的第一燃尽风燃烧器、后墙左侧的第二燃尽风燃烧器、后墙右侧的第三燃尽风燃烧器以及前墙右侧的第四燃尽风燃烧器，且第一燃尽风燃烧器、第二燃尽风燃烧器、第三燃尽风燃烧器以及第四燃尽风燃烧器分别通过第一执行机构、第二执行机构、第三执行机构以及第四执行机构与控制系统相连；设置在燃烧锅炉左侧尾部烟道的第一烟气分析仪以及设置在燃烧锅炉右侧尾部烟道的第二烟气分析仪分别与控制系统相连。

[0007] 本发明进一步的改进在于：第一燃尽风燃烧器、第二燃尽风燃烧器、第三燃尽风燃烧器以及第四燃尽风燃烧器的初始设置方向与在炉膛正中心对应一个的假想圆相切，且燃尽风气流所形成的假想圆是顺时针旋转或是逆时针旋转的。

[0008] 本发明进一步的改进在于：第一燃尽风燃烧器、第二燃尽风燃烧器、第三燃尽风燃烧器以及第四燃尽风燃烧器均能够水平摆动，且水平摆动的角度为±25度。

[0009] 一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的方法，在切向燃烧锅炉的前墙左侧、后墙左侧、后墙右侧以及前墙右侧分别设置有第一燃尽风燃烧器、第二燃尽风燃烧器、第三燃尽风燃烧器以及第四燃尽风燃烧器，第一燃尽风燃烧器、第二燃尽风燃烧器、第三燃尽风燃烧器以及第四燃尽风燃烧器分别通过第一执行机构、第二执行机构、第三执行机构以及第四执行机构与控制系统相连，且第一燃尽风燃烧器、第二燃尽风燃烧器、第三燃尽风燃烧器以及第四燃尽风燃烧器的初始设置方向与在炉膛正中心对应的一个假想圆相切；设置在左侧尾部烟道的第一烟气分析仪以及设置在右侧尾部烟道的第二烟气分析仪分别与控制系统相连；

[0010] 当左侧尾部烟道的第一烟气分析仪与右侧尾部烟道的第二烟气分析仪所得的运行氧量数据连续30分钟内偏差平均大于0.5个百分点时，控制系统分别触发第一执行机构、第二执行机构、第三执行机构以及第四执行机构动作；具体如下：

[0011] 当左侧尾部烟道的运行氧量较右侧尾部烟道的运行氧量高0.5个百分点以上时，第一执行机构和第四执行机构分别将第一燃尽风燃烧器和第四燃尽风燃烧器水平向右侧尾部烟道方向摆动5°，第二执行机构和第三执行机构分别将第二燃尽风燃烧器和第三燃尽风燃烧器水平向右侧尾部烟道方向摆动5°；

[0012] 当左侧尾部烟道的运行氧量较右侧尾部烟道的运行氧量低0.5个百分点以上时，第一执行机构和第四执行机构分别将第一燃尽风燃烧器和第四燃尽风燃烧器水平向左侧尾部烟道方向摆动5°，第二执行机构和第三执行机构分别将第二燃尽风燃烧器和第三燃尽风燃烧器水平向左侧尾部烟道方向摆动5°。

[0013] 本发明进一步的改进在于：执行机构牵引燃尽风燃烧器每次只水平摆动5°，在触发执行机构动作至燃尽风燃烧器到位后30分钟的时间段内，控制系统不接收任何两侧氧量偏差所触发的指令。

[0014] 本发明进一步的改进在于：执行机构牵引燃尽风燃烧器水平调整到位30分钟后，仍存在左右两侧尾部烟道运行氧量连续30分钟内偏差平均大于0.5个百分点的情况，控制系统再选择触发执行机构执行下一个5°的摆动；当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向右摆动25°时，不接受向右侧尾部烟道方向摆动5°的指令；当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向左摆动25°时，不接受向左侧尾部烟道方向摆动5°的指令。

[0015] 本发明进一步的改进在于：当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向右摆动25°时，或当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向左摆动25°时，通过开大燃尽风风门挡板开度的方式，实现对左右两侧尾部烟道氧量偏差的调整。

[0016] 相对于现有技术，本发明具有如下的技术效果：

[0017] 1、本发明一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的方法，通过改变燃尽风假想切圆在炉内的相对位置，调整燃尽风燃烧器水平摆角，从而起到改善炉内运行氧量偏差的作用，是多年运行调整经验的结果，在多台锅炉上有成功应用，改善了因锅炉两侧运行氧量偏差所导致的汽温偏差、烟温偏差以及受热面超温等问题。

[0018] 2、与目前大多只能手动水平摆动的燃尽风燃烧器相比，本发明一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统，不受负荷、磨投运方式等变化的影响，能始终保持锅炉两侧运行氧量均衡。

附图说明

[0019] 图1为本发明一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统示意图。

[0020] 图中：1为第一燃尽风燃烧器，2为第二燃尽风燃烧器，3为第三燃尽风燃烧器，4为第四燃尽风燃烧器，5为第一执行机构，6为第二执行机构，7为第三执行机构，8为第四执行机构，9为第一烟气分析仪，10为第二烟气分析仪，11为控制系统。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

[0022] 如图1所示，本发明一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的系统，包括设置在该切向燃烧锅炉前墙左侧的第一燃尽风燃烧器1、后墙左侧的第二燃尽风燃烧器2、后墙右侧的第三燃尽风燃烧器3以及前墙右侧的第四燃尽风燃烧器4，且第一燃尽风燃烧器1、第二燃尽风燃烧器2、第三燃尽风燃烧器3以及第四燃尽风燃烧器4分别通过第一执行机构5、第二执行机构6、第三执行机构7以及第四执行机构8与控制系统11相连；设置在燃烧锅炉左侧尾部烟道的第一烟气分析仪9以及设置在燃烧锅炉右侧尾部烟道的第二烟气分析仪10分别与控制系统11相连。

[0023] 其中，第一燃尽风燃烧器1、第二燃尽风燃烧器2、第三燃尽风燃烧器3以及第四燃尽风燃烧器4的初始设置方向与在炉膛正中心对应的一个假想圆相切，且燃尽风气流所形成的假想圆是顺时针旋转或是逆时针旋转的。第一燃尽风燃烧器1、第二燃尽风燃烧器2、第三燃尽风燃烧器3以及第四燃尽风燃烧器4均能够水平摆动，且水平摆动的角度为±25度。

[0024] 如图1所示，本发明一种消除切向燃烧锅炉两侧运行氧量偏差的方法，在切向燃烧锅炉的前墙左侧、后墙左侧、后墙右侧以及前墙右侧分别设置有第一燃尽风燃烧器1、第二燃尽风燃烧器2、第三燃尽风燃烧器3以及第四燃尽风燃烧器4，第一燃尽风燃烧器1、第二燃尽风燃烧器2、第三燃尽风燃烧器3以及第四燃尽风燃烧器4分别通过第一执行机构5、第二执行机构6、第三执行机构7以及第四执行机构8与控制系统11相连，且第一燃尽风燃烧器1、第二燃尽风燃烧器2、第三燃尽风燃烧器3以及第四燃尽风燃烧器4的初始设置方向与在炉膛正中心对应的一个假想圆相切；设置在燃烧锅炉左侧尾部烟道的第一烟气分析仪9以及设置在燃烧锅炉右侧尾部烟道的第二烟气分析仪10分别与控制系统11相连；

[0025] 当左侧尾部烟道的第一烟气分析仪9与右侧尾部烟道的第二烟气分析仪10所得的运行氧量数据连续30分钟内偏差平均大于0.5个百分点时，控制系统11分别触发第一执行机构5、第二执行机构6、第三执行机构7以及第四执行机构8动作；具体如下：

[0026] 当左侧尾部烟道的运行氧量较右侧尾部烟道的运行氧量高0.5个百分点以上时，第一执行机构5和第四执行机构8分别将第一燃尽风燃烧器1和第四燃尽风燃烧器4水平向右侧尾部烟道方向摆动5°，第二执行机构6和第三执行机构7分别将第二燃尽风燃烧器2和第三燃尽风燃烧器3水平向右侧尾部烟道方向摆动5°；

[0027] 当左侧尾部烟道的运行氧量较右侧尾部烟道的运行氧量低0.5个百分点以上时，第一执行机构5和第四执行机构8分别将第一燃尽风燃烧器1和第四燃尽风燃烧器4水平向左侧尾部烟道方向摆动5°，第二执行机构6和第三执行机构7分别将第二燃尽风燃烧器2和第三燃尽风燃烧器3水平向左侧尾部烟道方向摆动5°。

[0028] 其中，执行机构牵引燃尽风燃烧器每次只水平摆动5°，在触发执行机构动作至燃尽风燃烧器到位后30分钟的时间段内，控制系统11不接收任何两侧氧量偏差所触发的指令。执行机构牵引燃尽风燃烧器水平调整到位30分钟后，仍存在左右两侧尾部烟道运行氧量连续30分钟内偏差平均大于0.5个百分点的情况，控制系统11再选择触发执行机构执行下一个5°的摆动；当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向右摆动25°时，不接受向右侧尾部烟道方向摆动5°的指令；当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向左摆动25°时，不接受向左侧尾部烟道方向摆动5°的指令。此外，当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向右摆动25°时，或当任意一个燃尽风燃烧器水平摆角已向左摆动25°时，通过开大燃尽风风门挡板开度的方式，实现对左右两侧尾部烟道氧量偏差的调整。

[0029] 本发明控制系统11根据第一烟气分析仪9、第二烟气分析仪10所得的运行氧量数据获得锅炉两侧运行氧量偏差情况，向锅炉四角的第一执行机构5、第二执行机构6、第三执行机构7以及第四执行机构8分别发出指令，来分别控制第一燃尽风燃烧器1、第二燃尽风燃烧器2、第三燃尽风燃烧器3以及第四燃尽风燃烧器4的水平摆动。各个角燃尽风燃烧器面向炉内均可水平左右摆动25°(±25度，向左，即锅炉左侧为“﹣”，向右，即锅炉右侧为“﹢”)，共50°的摆动范围，且燃尽风燃烧器初始位置为水平0°。

[0030] 控制系统11的控制原理如下：当由第一烟气分析仪9、第二烟气分析仪10所得的运行氧量数据连续30分钟内偏差平均大于0.5个百分点时，将触发锅炉四角的第一执行机构5、第二执行机构6、第三执行机构7以及第四执行机构8动作。当左侧氧量较右侧氧量高0.5个百分点以上时，第一执行机构5和第四执行机构8分别将第一燃尽风燃烧器1和第四燃尽风燃烧器4水平向锅炉右侧摆动5°，第二执行机构6和第三执行机构7则分别将第二燃尽风燃烧器2和第三燃尽风燃烧器3水平向锅炉右侧摆动5°；当左侧氧量较右侧氧量低0.5个百分点以上时，第一执行机构5和第四执行机构8分别将第一燃尽风燃烧器1和第四燃尽风燃烧器4水平向锅炉左侧摆动5°，第二执行机构6和第三执行机构7则分别将第二燃尽风燃烧器2和第三燃尽风燃烧器3水平向锅炉左侧摆动5°。执行机构牵引燃尽风燃烧器每次只水平摆动5°，在触发执行机构动作至燃尽风燃烧器到位后30分钟的时间段内，控制系统不接收任何两侧氧量偏差所触发的指令。执行机构牵引燃尽风燃烧器水平调整到位30分钟后，仍存在左右两侧运行氧量连续30分钟内偏差平均大于0.5个百分点的情况，控制系统11再触发执行机构执行下一个5°的摆动。当任意一个燃尽风燃烧器已处于﹢25°时，不接受向锅炉右侧摆动5°的指令；当任意一个燃尽风燃烧器已处于-25°时，不接受向锅炉左侧摆动5°的指令。

[0031] 根据锅炉实际情况，在顶层二次风的上方，每个角的燃尽风燃烧器可以是2、3、4、5或6层，同时，在锅炉尾部烟道两侧布置有烟气含氧量测点。

[0032] 控制系统11可以是自动控制，也可以由运行人员根据锅炉左右两侧运行氧量偏差进行人为的发送指令，通过执行机构调整燃尽风燃烧器水平摆角。

[0033] 锅炉左右两侧省煤器出口可各布置一台烟气分析仪，也可各布置多台烟气分析仪，但需要确保烟气分析仪所测数据能准确代表锅炉的运行氧量。

[0034] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。