一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法

摘要

本发明公开了一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，它包括：步骤1、建立层燃烧器二次风量G与风箱压力P、风门开度k的函数表达式；步骤2、根据每台磨煤机给煤量计算出燃烧所需风量即目标风量G1；步骤3、根据目标风量G1自动调节该磨煤机对应层燃烧器的二次风门开度，使层燃烧器二次风量G等于目标风量G1，为煤粉的完全燃烧提供氧气；解决了现有技术火电机组锅炉的控制策略中燃煤的控制跟踪机组负荷进行调节，燃烧辅助二次风按照经验和习惯进行手动配比，由于人工经验调节燃烧配风的准确度不高，导致局部燃烧区域风量过大或缺氧燃烧，引起炉内燃烧不稳，严重时还会造成锅炉灭火等技术问题。

权利要求

1.一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，它包括：步骤1、建立层燃烧器二次风量G与风箱压力P、风门开度k的函数表达式G＝G(P,k)；

步骤2、根据每台磨煤机给煤量计算出燃烧所需风量即目标风量G1；

目标风量G1＝(磨煤机给煤量×风煤比×煤质偏置×层偏置-磨煤机一次通风量)×(1-k)式中：风煤比为锅炉设计煤种BMCR工况下总风量/总耗煤量，k为设计煤种BMCR工况下燃尽风风量占二次总风风量比例；

步骤3、根据目标风量G1自动调节该磨煤机对应层燃烧器的二次风门开度，使层燃烧器二次风量G等于目标风量G1，为煤粉的完全燃烧提供氧气。

2.根据权利要求1所述的一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，其特征在于：步骤3中根据目标风量G1自动调节该磨煤机对应层燃烧器的二次风门开度的方法为：目标风量G1与层燃烧器二次风量G比较，(G1-G)/G1＞0.05时开大二次风门；(G1-G)/G1＜-0.05时关小二次风门；-0.05≤(G1-G)/G1≤0.05时，不调整。

3.根据权利要求1所述的一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，其特征在于：所述磨煤机一次通风量为进入磨煤机，携带煤粉进入锅炉炉膛的一次风量。

4.根据权利要求1所述的一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，其特征在于：二次风门开度设有低限控制和高值报警装置。

5.根据权利要求1所述的一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，其特征在于：步骤1所述的函数表达式G＝G(P,k)的获取方法为：通过锅炉冷态空气动力场试验，将风门调节装置近似成风量测量装置，得到每层燃烧器对应二次风门不同开度下风量特性、不同风箱压力下风量特性，拟合得到层燃烧器二次风量G与风箱压力P、风门开度k的函数。

说明书

一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法

技术领域

[0001] 本发明属于火电厂锅炉运行控制技术领域，尤其涉及一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法。

背景技术

[0002] 火力发电厂燃煤锅炉是以煤粉为燃料的锅炉设备，锅炉包括燃烧系统、一次风系统、二次风系统等，一次风的主要作用是输送煤粉至炉膛并提供燃烧初期的氧气，二次风的主要作用是补充燃烧所需空气量，加强气流扰动，促进高温热烟气的回流，保证煤粉的完全燃烧。一次风通过磨煤机后携带煤粉以风粉混合物的方式经燃烧器进入炉膛，二次风通过燃烧器的二次风喷口引入炉膛，通过调节燃烧器的二次风门开度，可以提高或降低进入煤粉燃烧器的二次风风量。

[0003] 对当前高参数大容量的火力发电机组，往往要求机组在规定时间内快速响应负荷的大幅度变化。由于煤粉在炉膛内停留的时间较短，为创造良好的燃烧环境，保证锅炉的安全经济运行，必须合理进行锅炉的二次风配比。为响应机组的负荷变化，锅炉的燃烧控制即为根据燃料的投运情况调整相应的二次风量配比来进行配风，以实现最佳的燃烧效果，因此，对锅炉的配风方式及其自动控制提出了较高的要求。

[0004] 目前，火电机组锅炉的控制策略中燃煤的控制跟踪机组负荷进行调节，燃烧辅助二次风按照经验和习惯进行手动配比，当机组负荷变化，往往需要单独对其投运燃烧器二次风进行手动配比，调整开度的大小因人工调整经验的不同而不同。由于人工经验调节燃烧配风的准确度不高，导致局部燃烧区域风量过大或缺氧燃烧，引起炉内燃烧不稳，严重时还会造成锅炉灭火。因此，目前的配风方式无法对锅炉进行合理的二次风配置，从而影响锅炉运行的安全性和经济性。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题：提供一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，以解决现有技术火电机组锅炉的控制策略中燃煤的控制跟踪机组负荷进行调节，燃烧辅助二次风按照经验和习惯进行手动配比，当机组负荷变化，需要单独对其投运燃烧器二次风进行手动配比，调整开度的大小因人工调整经验的不同而不同，由于人工经验调节燃烧配风的准确度不高，导致局部燃烧区域风量过大或缺氧燃烧，引起炉内燃烧不稳，严重时还会造成锅炉灭火等技术问题。

[0006] 本发明技术方案：

[0007] 一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，它包括：

[0008] 步骤1、建立层燃烧器二次风量G与风箱压力P、风门开度k的函数表达式G＝G(P,k)；

[0009] 步骤2、根据每台磨煤机给煤量计算出燃烧所需风量即目标风量G1；

[0010] 目标风量G1＝(磨煤机给煤量×风煤比×煤质偏置×层偏置-磨煤机一次通风量)×(1-k)

[0011] 式中：风煤比为锅炉设计煤种BMCR工况下总风量/总耗煤量，k为设计煤种BMCR工况下燃尽风风量占二次总风风量比例；

[0012] 步骤3、根据目标风量G1自动调节该磨煤机对应层燃烧器的二次风门开度，使层燃烧器二次风量G等于目标风量G1，为煤粉的完全燃烧提供氧气。

[0013] 步骤3中根据目标风量G1自动调节该磨煤机对应层燃烧器的二次

[0014] 风门开度的方法为：

[0015] 目标风量G1与层燃烧器二次风量G比较，(G1-G)/G1＞0.05时开大二次风门；(G1-G)/G1＜-0.05时关小二次风门；-0.05≤(G1-G)/G1≤0.05时，不调整。

[0016] 所述磨煤机一次通风量为进入磨煤机，携带煤粉进入锅炉炉膛的一次风量。

[0017] 二次风门开度设有低限控制和高值报警装置。

[0018] 步骤1所述的函数表达式G＝G(P,k)的获取方法为：通过锅炉冷态空气动力场试验，将风门调节装置近似成风量测量装置，得到每层燃烧器对应二次风门不同开度下风量特性、不同风箱压力下风量特性，拟合得到层燃烧器二次风量G与风箱压力P、风门开度k的函数。

[0019] 本发明的有益效果：

[0020] 本发明控制方法中，煤质偏置和层偏置可根据煤质变化或实际燃烧情况加以手动调整，控制比较灵活、可靠，保证自动控制能够正确的跟踪，让风量实时跟踪煤量变化，在燃烧之前预先有效调整了风和煤的大致比例，实现了初步的燃烧粗调整，在自动的控制方式下也可根据煤质的不同、燃烧工况的不同来组织合适的配风。经过实践证明，取得了较好的效果。

[0021] 本发明容易实施、实际检验效果非常好，在机组实际运行过程中，投入层燃烧器配风的二次风门自动，二次风门自动跟踪对应磨煤机给煤量，为煤粉进入炉膛内的充分燃烧提供氧气，提高煤粉燃尽率，采用本发明易实施，因此能给火电机组带来良好的经济效益，具有推广的意义；解决了现有技术火电机组锅炉的控制策略中燃煤的控制跟踪机组负荷进行调节，燃烧辅助二次风按照经验和习惯进行手动配比，当机组负荷变化，需要单独对其投运燃烧器二次风进行手动配比，调整开度的大小因人工调整经验的不同而不同，由于人工经验调节燃烧配风的准确度不高，导致局部燃烧区域风量过大或缺氧燃烧，引起炉内燃烧不稳，严重时还会造成锅炉灭火等技术问题。

附图说明

[0022] 图1为本发明流程示意图。

具体实施方式

[0023] 一种火电厂基于燃烧优化控制的精确配风方法，它包括：

[0024] 步骤1、建立层燃烧器二次风量G与风箱压力P、风门开度k的函数表达式G＝G(P,k)；

[0025] 步骤1所述的函数表达式G＝G(P,k)的获取方法为：通过冷态空气动力场试验，将风门调节装置近似成风量测量装置，得到每层燃烧器对应二次风门不同开度下风量特性、不同风箱压力下风量特性，拟合得到层燃烧器二次风量G与风箱压力P、风门开度k的函数。并引入气流密度进行修正。

[0026] 步骤2、根据每台磨煤机给煤量计算出燃烧所需风量即目标风量G1；

[0027] 目标风量G1＝(磨煤机给煤量×风煤比×煤质偏置×层偏置-磨煤机一次通风量)×(1-k)

[0028] 式中：风煤比为锅炉设计煤种BMCR工况下总风量/总耗煤量，k为设计煤种BMCR工况下燃尽风风量占二次总风风量比例；

[0029] 步骤3、根据目标风量G1自动调节该磨煤机对应层燃烧器的二次风门开度，使层燃烧器二次风量G等于目标风量G1，为煤粉的完全燃烧提供氧气。

[0030] 步骤3中根据目标风量G1自动调节该磨煤机对应层燃烧器的二次风门开度的方法为：

[0031] 目标风量G1与层燃烧器二次风量G比较，(G1-G)/G1＞0.05时开大二次风门；(G1-G)/G1＜-0.05时关小二次风门；-0.05≤(G1-G)/G1≤0.05时，不调整。

[0032] 所述磨煤机一次通风量为进入磨煤机，携带煤粉进入锅炉炉膛的一次风量。

[0033] 所述目标风量计算公式中煤质偏置、层偏置为固定值，可根据煤质情况及各层煤粉燃烧器实际燃烧情况手动调整。

[0034] 所述锅炉燃烧所需总风量由送风机根据总燃料量、机组热负荷进行控制，炉膛出口氧量对总风量进行修正。

[0035] 二次风门开度设有低限控制和高值报警装置。低限防止磨煤机出力较小时对应二次风门开度较小而留一定冷却位开度，高值报警为当磨煤机出力过大时，提醒运行人员注意磨煤机负荷分配。

[0036] 下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

[0037] 针对某火力发电机厂600MW等级对冲锅炉，机组升降负荷时，磨煤机对应二次风门投入自动情况下，二次风门、风量跟踪磨煤机给煤量特性较好，磨煤机出力增大后，入炉量增大，二次风门开度增大，及时补充煤粉燃烧所需氧气，提高煤粉燃尽率；当入炉煤量减小，二次风门开度随之减小，防止过多的冷风进入炉膛影响炉内煤粉燃烧。从自动投入后机组的运行情况来看，锅炉燃烧稳定，燃烧效率高，经济性有所改善。