一种燃煤链条锅炉低氮燃烧组合的脱硝控制系统

摘要

本发明公开了一种燃煤链条锅炉低氮燃烧脱硝控制系统实现，它在锅炉公司现有的零散控制系统基础上，采用各种技术手段(硬接线、光纤网、Modubus、OPC、GPRS等)建立一个脱硝数据共享平台，充分利用现有资源、降低改造成本；同时建立新的脱硝控制平台，不改变原有的控制系统程序和司炉工操作习惯，技改方便、工期短；脱硝控制平台上的算法采用智能控制算法，充分考虑锅炉燃烧特性和规律进行综合联调，使复杂的锅炉控制真正的自动化。能为锅炉低氮燃烧脱硝提供全面监控的平台，保证脱硝稳定、可靠运行，达到节能减排目的。

权利要求

1.一种燃煤链条锅炉低氮燃烧组合的脱硝控制系统，包括上煤PLC系统(1)、锅炉DCS控制系统(2)、低氮燃烧脱硝控制系统(3)、脱硫DCS控制系统(4)、烟气分析系统(5)，所述上煤PLC系统(1)可以通过Modubus协议传输数据到锅炉DCS控制系统(2)；所述烟气分析系统(5)通过GPRS传输到脱硫DCS控制系统(4)；所述低氮燃烧脱硝控制系统(3)通过硬接线传输数据到锅炉DCS控制系统(2)，其特征在于：所述燃煤链条锅炉低氮燃烧组合采用空气分级燃烧+烟气再循环方式，所述低氮燃烧脱硝控制系统(3)新增的测点：炉膛氧量、再循环氧量、一次风量、二次风量、NOx监测值、CO监测值；参考原锅炉的测点：炉膛温度、出水温度、回水温度；主要控制设备：一次风机、二次风机、烟气再循环设备、给煤机、炉排；

所述低氮燃烧脱硝控制系统(3)包含控制器、画面显示界面和脱硝控制算法，所述脱硝控制算法如下：(1)控制炉膛过量空气系数在1 .1～1 .2，燃料在缺氧状态下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，从而抑制NOx的生成，同时不完全燃烧产生的还原性气氛，能使已生成的NOx进行还原反应，达到降低NOx的目的；

(2)根据锅炉负荷和炉膛温度来调整给煤量、炉排的转速，同时保证风/煤比在最优燃烧状态；

(3)根据CO浓度控制二次风的供给量，促进燃料的完全燃烧，同时保证一/二次风的配比在合理范围内；

(4)根据烟气再循环调节装置出口的氧含量设定值调整烟气调节装置的开度；

所述脱硝控制系统是节能环保方面的高级数据调度中心，能显示所有的相关脱硝数据，并且能控制到相关的执行设备，脱硝控制系统通过一根网线即接入原有控制系统当中。

说明书

一种燃煤链条锅炉低氮燃烧组合的脱硝控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及锅炉脱硝控制领域，具体涉及到一种燃煤链条锅炉低氮燃烧组合的脱硝控制系统实现。

背景技术

[0002] 近年来，由于城市集中供热的快速发展，用煤量急剧增长，氮氧化物(NOX)等污染物排放量逐年增加，大气污染问题日益严重。由于控制NOX排放的严格标准，并且不断提高标准，环保形势十分严峻。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种燃煤链条锅炉低氮燃烧组合的脱硝控制系统实现，建立数据共享平台，将脱硝相关数据整合到脱硝控制柜内，实现锅炉脱硝控制的统筹调控，节能减排。

[0004] 本发明的控制系统包含以下内容：将各个零散的控制系统进行各种技术手段(硬接线、光纤网、Modubus、OPC、GPRS等)，将就近的数据进行局部连接。将多个分散的控制系统的数据整合到脱硝控制系统中。脱硝控制系统包含控制器、画面显示界面和脱硝控制算法。是节能环保方面的高级数据调度中心，能显示所有的相关脱硝数据，并且能控制到相关的执行设备。脱硝控制算法集合先进的智能控制算法，针对多变量、强耦合、大滞后的锅炉系统，在负荷变化时，也能平稳地调整锅炉设备并保证低氮脱硝的稳定运行。脱硝控制系统独立在一个控制柜体内，施工改造时，全盘保留原有控制系统，不改动原系统中的所有程序，完全避免调试中的责任纠纷，降低技改风险。无论新建的锅炉还是改造的锅炉，仅需一根网线即可将本系统接入原有控制系统当中，无需做大量改线工作、不改变司炉工原有操作习惯，安装和调试快。

附图说明

[0005] 图1是未使用本发明的锅炉控制系统结构示意图。

[0006] 图2是本发明的锅炉控制系统结构示意图。

[0007] 图3是本发明的脱硝控制系统柜体图。

[0008] 图4是本发明低氮燃烧工艺示意图。

具体实施方式

[0009] 下面结合附图，对本发明进行详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。燃煤链条热水锅炉低氮燃烧组合采用空气分级燃烧+烟气再循环方式，工艺上在炉拱喉口处进行二次风的接入，在烟道尾部抽取再循环烟气通过调节装置，和一次风混合后送入炉膛，如图4。低氮燃烧脱硝新增的测点：炉膛氧量、再循环氧量、一次风量、二次风量、NOx监测值、CO监测值。参考原锅炉的测点：炉膛温度、出水温度、回水温度。低氮燃烧脱硝主要控制设备：一次风机、二次风机、烟气再循环设备、给煤机、炉排。由于各测点、设备分布在不同的控制系统中(图1)，为了避免责任纠纷、降低技改风险、缩短工期，采取全盘保留原有控制系统，不改动原系统中的所有程序，只在原系统基础上添加一台独立的脱硝控制柜(600*800*2200，220VAC，2KW)，如图3。所有脱硝相关的控制程序独立，脱硝的显示在脱硝控制柜内和锅炉控制系统中能同时显示。脱硝的测点原则上锅炉公司已有的不再新置，通过数据共享到脱硝控制系统中，节省成本。锅炉公司数据共享首先需将各个零散的控制系统进行各种技术手段的(硬接线、光纤网、Modubus、OPC、GPRS等)的数据就近连接；比如上煤PLC系统1可以通过Modubus协议传输数据到锅炉DCS控制系统2，烟气分析系统5通过GPRS传输到脱硫DCS控制系统4。低氮燃烧脱硝控制系统3的测点相对较少，可以通过硬接线传输数据到锅炉DCS控制系统2。将多个分散的控制系统，先整合为数量最少的两个或三个大控制系统(图2)。将最后的几个大控制系统的脱硝数据再统一到脱硝控制系统中。脱硝控制统的组成：显示画面、控制器、通讯软件、脱硝控制算法、控制柜。脱硝控制系统是节能环保方面的高级数据调度中心，能集中显示所有脱硝相关的测点和设备数据，并且能控制到相关的执行设备。显示画面可采用触摸屏、电脑显示器或笔记本等主流显示装置。脱硝控制器采用主流的小型PLC即可，低氮燃烧的测控点在40点左右。PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域，能实现各种算法的运行；PLC支持多种现场总线和标准通信协议，需要时应能与工厂管理网相连接。脱硝通讯软件采用OPC，OPC规范定义了一个工业标准接口，世界上主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的产品都遵循OPC协议，有统一的开放接口。OPC为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用。建立了桥梁，使分散的各子系统架构成统一的实时监控系统并且数据共享成为可能。由于锅炉是一个多变量、强耦合、大滞后的复杂系统，负荷变化时，人工操作很难及时对以上参数做出调整并保证燃烧的稳定。要保证脱硝的稳定、持续运行，又实时跟踪锅炉负荷，炉膛内的风/煤比、氧浓度、燃烧温度、空气与燃烧产物的混合程度是决定因素。脱硝控制算法设计成为一种智能控制算法，有多个观测量输入，同时控制多个输出量，实现锅炉脱硝的风/煤比、过量空气系数、一/二次配风、烟气再循环的自动控制，降低工人劳动强度，保证锅炉在燃料变化、负荷调整等条件下，脱硝稳定、可靠的运行。

[0010] 脱硝控制算法内容：(1)控制炉膛过量空气系数在1.1～1.2，燃料在缺氧状态下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，从而抑制了NOx的生成，同时不完全燃烧产生的还原性气氛，能使已生成的NOx进行还原反应，达到降低NOx的目的。(2)根据锅炉负荷和炉膛温度来调整给煤量、炉排的转速，同时保证风/煤比在最优燃烧状态。(3)根据CO浓度控制二次风的供给量，促进燃料的完全燃烧，同时保证一/二次风的配比在合理范围内。(4)根据烟气再循环调节装置出口的氧含量设定值调整烟气调节装置的开度。这种脱硝控制方法只将锅炉公司的不同系统控制系统进行连接，不改变原系统程序，不改变司炉工原有操作画面和习惯，安装和调试快。在现有的脱硝控制系统基础上还可以进一步开发其它功能，比如远程监控与维护。

[0011] 上述实例是本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。