锅炉偏烧在线调整系统及方法技术方案

本公开提供了一种锅炉偏烧在线调整系统及方法。锅炉偏烧在线调整系统包括：锅炉本体，包括沿炉膛高度方向分层设置于炉膛上的多个旋流燃烧器；二次风配风装置，包括风门机构，风门机构包括风箱风门和燃烧器风门；温度场监测装置，被配置为在线监测炉膛横截面的温度场数据；分散控制系统，被配置为在线监测锅炉的运行数据和各个风门的开度，以及控制风门机构；和偏烧调整装置，被配置为根据实时状态下温度特征参数与设定值的偏差，利用预测模型生成用于闭环控制每个风箱风门的开度的第一控制指令和用于定义二次风修正系数的第二控制指令，使温度特征参数处于设定范围。本公开可以优化炉膛宽度方向和深度方向上二次风的配风方式，改善偏烧现象。改善偏烧现象。改善偏烧现象。

【技术实现步骤摘要】
锅炉偏烧在线调整系统及方法


[0001]本公开涉及电站锅炉优化控制
，特别涉及一种锅炉偏烧在线调整系统及方法。

技术介绍

[0002]旋流燃烧锅炉燃烧场不均匀带来的结焦、过热器和再热器热偏差、燃烧效率降低、氮氧化物(NOx)排放量高等问题，对燃煤发电机组而言是具有普遍性的，也是实际生产极为关注的问题。
[0003]从目前旋流燃烧锅炉常见燃烧问题来看，如果不考虑煤质因素，燃烧效率问题很多情况下与燃烧不均匀有关。燃烧不均匀直接影响锅炉内空气动力场及温度场，导致炉膛火焰偏斜，局部区域热负荷过高。锅炉内有的位置煤粉浓度较高、煤粉缺氧燃烧，有的位置煤粉浓度较低、煤粉富氧燃烧。煤粉缺氧燃烧的区域产生还原性气氛，使煤的灰熔点降低而加剧结焦，结焦会造成锅炉整体烟气温度上升，排烟热损失增大。而如果局部缺氧燃烧在后续炉膛停留时间内没有得到补充，也会造成飞灰含碳量升高。上述因素都会导致锅炉效率降低。
[0004]一些电厂已经在温度场测量等方面投入资金购买并安装相关设备，但由于缺乏对上述设备测量信息的分析和控制策略整合，使得真正意义上的偏烧在线自动调整难以实现。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于提供一种锅炉偏烧在线调整系统及方法，以优化炉膛宽度方向和深度方向上二次风的配风方式。
[0006]本公开的第一方面提供一种锅炉偏烧在线调整系统，包括：
[0007]锅炉本体，包括炉膛和沿所述炉膛高度方向分层设置于所述炉膛上的多个燃烧器，所述燃烧器为旋流燃烧器，所述燃烧器按照对冲燃烧形式布置；
[0008]二次风配风装置，被配置为向所述炉膛提供二次风，所述二次风配风装置包括用于控制二次风配风量的风门机构，所述风门机构包括多个沿所述炉膛的高度方向分层设置的风门，所述多个风门包括用于控制每层所述燃烧器的配风量的风箱风门和用于控制每个所述燃烧器的配风量的燃烧器风门；
[0009]温度场监测装置，与所述锅炉本体耦接，被配置为在线监测所述炉膛横截面的温度场数据；
[0010]分散控制系统，与所述锅炉本体和所述二次风配风装置耦接，被配置为在线监测锅炉的运行数据和各个所述风门的开度，以及控制所述风门机构；和
[0011]偏烧调整装置，与所述二次风配风装置、所述温度场监测装置和所述分散控制系统耦接，被配置为根据所述温度场数据获取用于表征所述横截面上温度场的分布情况的温度特征参数，并根据实时状态下所述温度特征参数与所述设定值的偏差，利用所述预测模
型生成用于闭环控制每个所述风箱风门的开度的第一控制指令和用于定义二次风修正系数的第二控制指令，使所述温度特征参数处于所述设定范围，所述二次风修正系数用于调整每个所述燃烧器风门的开度以改变所述横截面上温度场的分布。
[0012]根据本公开的一些实施例，所述偏烧调整装置被配置为辨识以所述温度特征参数为输入参数、所述运行数据为前馈参数、每个所述风箱风门的开度和所述二次风修正系数为输出参数的所述预测模型。
[0013]根据本公开的一些实施例，所述横截面包括M行N列的温度测量区块，所述温度特征参数包括第一温度特征参数X和第二温度特征参数Y，所述第一温度特征参数X和所述第二温度特征参数Y分别用于表征所述横截面的温度场沿所述炉膛宽度方向和沿所述炉膛深度方向的分布情况，所述第一温度特征参数X和所述第二温度特征参数Y满足如下关系：
[0014][0015]其中，(x
i
，y
j
)表示在以所述横截面的中心点为原点建立的平面直角坐标系xOy下位于第i行第j列的所述温度测量区块的中心点的坐标，T(x
i
，y
j
)表示通过所述温度场监测装置得到的第i行第j列的所述温度测量区块的中心点的温度值。
[0016]根据本公开的一些实施例，所述二次风修正系数包括分别用于调整所述横截面的温度场在所述炉膛宽度方向和深度方向的分布的第一二次风修正系数和第二二次风修正系数，所述偏烧调整装置被配置为根据所述第一温度特征参数X和所述第二温度特征参数Y，利用所述预测模型获取所述第一二次风修正系数和第二二次风修正系数。
[0017]根据本公开的一些实施例，所述偏烧调整装置被配置为所述燃烧器风门在所述平面直角坐标系xOy下的横坐标值与所述第一温度特征参数X的正负号一致时，或纵坐标值与所述第二温度特征参数Y的正负号一致时，减小所述燃烧器风门的开度，所述燃烧器风门在所述平面直角坐标系xOy下的横坐标值与所述第一温度特征参数X的正负号相反时，或纵坐标值与所述第二温度特征参数Y的正负号相反时，增大燃烧器风门的开度。
[0018]根据本公开的一些实施例，所述偏烧调整装置被配置为根据所述二次风修正系数与每个所述燃烧器风门的开度的调整幅度的对应关系将所述第二控制指令分配于每个所述燃烧器风门，其中，对所述燃烧器风门的开度的调整幅度随所述二次风修正系数的绝对值的增大而增大。
[0019]根据本公开的一些实施例，所述偏烧调整装置被配置为对同一层中每个所述燃烧器风门的开度的调整幅度随所述燃烧器风门与所述横截面的中心点的距离增大而增大。
[0020]根据本公开的一些实施例，所述运行数据包括机组负荷、给煤量、SCR反应器入口NOx浓度、空气预热器入口O2浓度、过热汽温、再热汽温、二次风箱压力和空气预热器出口CO浓度中的至少之一。
[0021]根据本公开的一些实施例，所述温度场监测装置包括多个设置于所述锅炉本体的燃尽风通道与所述锅炉本体的折焰角之间的所述横截面的温度传感器。
[0022]根据本公开的一些实施例，所述横截面上设置有8～10个所述温度传感器。
[0023]根据本公开的一些实施例，所述温度传感器包括声波测温传感器。
[0024]根据本公开的一些实施例，所述分散控制系统具有用于显示所述温度场数据和各个所述风门的状态的交互界面。
[0025]根据本公开的一些实施例，所述偏烧调整装置还包括数据采集模块，所述数据采集模块被配置为从所述分散控制系统中采集所述运行数据。
[0026]根据本公开的一些实施例，所述锅炉偏烧在线调整系统还包括：
[0027]通讯模块，与所述二次风配风装置、温度场监测装置、分散控制系统和所述偏烧调整装置耦接，被配置为传输所述温度场数据、所述运行数据、各个所述风门的开度和所述控制指令。
[0028]本公开的第二方面提供一种使用根据本公开第一方面所述的锅炉偏烧在线调整系统的锅炉偏烧在线调整方法，包括：
[0029]获取实时状态下的温度场数据和运行数据，根据所述温度场数据获取用于表征炉膛横截面上温度场的分布情况的温度特征参数；
[0030]根据实时状态下所述温度特征参数与设定值的偏差，利用预测模型获取用于控制风门机构的控制指令；
[0031]根据所述控制指令控制所述风门机构的各个风门，使所述温度特征参数处于所述设定范围。
[0032]根据本公开的一些实施例，所述锅炉偏烧在线调整方法还包括：辨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅炉偏烧在线调整系统，其特征在于，包括：锅炉本体(1)，包括炉膛(10)和沿所述炉膛(10)高度方向分层设置于所述炉膛(10)上的多个燃烧器，所述燃烧器为旋流燃烧器，所述燃烧器按照对冲燃烧形式布置；二次风配风装置，被配置为向所述炉膛(10)提供二次风，所述二次风配风装置包括用于控制二次风配风量的风门机构(2)，所述风门机构(2)包括多个沿所述炉膛(10)的高度方向分层设置的风门，所述多个风门包括用于控制每层所述燃烧器的配风量的风箱风门(21)和用于控制每个所述燃烧器的配风量的燃烧器风门(22)；温度场监测装置(3)，与所述锅炉本体(1)耦接，被配置为在线监测所述炉膛(10)横截面的温度场数据；分散控制系统(4)，与所述锅炉本体(1)和所述二次风配风装置耦接，被配置为在线监测锅炉的运行数据和各个所述风门的开度，以及控制所述风门机构(2)；和偏烧调整装置(5)，与所述二次风配风装置、所述温度场监测装置(3)和所述分散控制系统(4)耦接，被配置为根据所述温度场数据获取用于表征所述横截面上温度场的分布情况的温度特征参数，并根据实时状态下所述温度特征参数与所述设定值的偏差，利用所述预测模型生成用于闭环控制每个所述风箱风门(21)的开度的第一控制指令和用于定义二次风修正系数的第二控制指令，使所述温度特征参数处于所述设定范围，所述二次风修正系数用于调整每个所述燃烧器风门(22)的开度以改变所述横截面上温度场的分布。2.根据权利要求1所述的锅炉偏烧在线调整系统，其特征在于，所述偏烧调整装置(5)被配置为辨识以所述温度特征参数为输入参数、所述运行数据为前馈参数、每个所述风箱风门(21)的开度和所述二次风修正系数为输出参数的所述预测模型。3.根据权利要求1所述的锅炉偏烧在线调整系统，其特征在于，所述横截面包括M行N列的温度测量区块，所述温度特征参数包括第一温度特征参数X和第二温度特征参数Y，所述第一温度特征参数X和所述第二温度特征参数Y分别用于表征所述横截面的温度场沿所述炉膛(10)宽度方向和沿所述炉膛(10)深度方向的分布情况，所述第一温度特征参数X和所述第二温度特征参数Y满足如下关系：其中，(x
i
，y
j
)表示在以所述横截面的中心点为原点建立的平面直角坐标系xOy下位于第i行第j列的所述温度测量区块的中心点的坐标，T(x
i
，y
j
)表示通过所述温度场监测装置(3)得到的第i行第j列的所述温度测量区块的中心点的温度值。4.根据权利要求3所述的锅炉偏烧在线调整系统，其特征在于，所述二次风修正系数包括分别用于调整所述横截面的温度场在所述炉膛(10)宽度方向和深度方向的分布的第一二次风修正系数和第二二次风修正系数，所述偏烧调整装置(5)被配置为根据所述第一温度特征参数X和所述第二温度特征参数Y，利用所述预测模型获取所述第一二次风修正系数和第二二次风修正系数。
5.根据权利要求4所述的锅炉偏烧在线调整系统，其特征在于，所述偏烧调整装置(5)被配置为所述燃烧器风门(22)在所述平面直角坐标系xOy下的横坐标值与所述第一温度特征参数X的正负号一致时，或纵坐标值与所述第二温度特征参数Y的正负号一致时，减小所述燃烧器风门(22)的开度，所述燃烧器风门(22)在所述平面直角坐标系xOy下的横坐标值与所述第一温度特征参数X的正负号相反时，或纵坐标值与所述第二温度特征参数Y的正负号相反时，增大燃烧器风门(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：程海松，刘岗，杨怀亮，陈春彦，岳健，吕霞，赵超，蔡芃，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：