锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统及其优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，包括气体采样系统、数据处理系统，所述气体采样系统包括烟气取样探头和烟气成分连续监测系统，其特征在于：所述烟气取样探头包括位于Ａ空预器出口的第一烟气取样探头、位于Ｂ空预器出口的第二烟气取样探头和位于炉膛的第三烟气取样探头，所述数据处理系统包括与烟气成分连续监测系统相连接的设置分层燃烧在线优化计算模型的工控机，所述工控机和发电机组ＤＣＳ数据经数据采集器相连接。本发明专利技术通过以上系统及方法利用支持向量机理论建立在线优化模型进行自动训练和寻优，获得燃烧优化工况参数指导运行，使锅炉保持良好的运行安全性，提高运行经济性，降低污染物排放浓度和总量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种火力发电厂的锅炉控制方法，尤其是涉及一种锅炉煤粉分 层燃烧在线优化控制系统及其优化方法,属于电力及动力工程

技术介绍
火电机组装机容量的快速增长造成燃煤资源的相对短缺，电厂煤源复杂，煤质 变化较大，威胁锅炉运行的安全性和经济性。基于此原因，采用分层燃烧这一灵活简 便的配煤技术可增强煤质和炉型之间的耦合。分层燃烧是根据燃烧机理在不同层燃烧 器配置不同煤质以适应锅炉燃烧特性。锅炉运行的优化工况一般通过燃烧调整试验获得，并用于指导电厂日常运行， 但在试验中要求煤质和负荷稳定，这大大制约了试验的指导意义。在分层燃烧中，不 同妁来煤品质和不同的负荷均对应着不同的分层方式，亦对应着各自的优化运行工 况，这无法通过燃烧调整试验来穷尽。在锅炉分层燃烧方式下，目前没有一种较好的方式来获取优化运行工况，使锅炉 保持良好的运行安全性，提高运行经济性，降低污染物排放浓度和总量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一种 新型煤粉分层燃烧在线优化系统及其优化方法，釆用该方法后可以针对不同的 煤质分层燃烧工况进行实时优化，使锅炉保持在安全、高效、低污染的燃烧方 式。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系 统，包括气体采样系统、数据处理系统，所述气体釆样系统包括烟气取样探头和烟气成分连续监测系统，其特征在于所述烟气取样探头包括位于A空预器出口 的第一烟气取样探头、位于B空预器出口的第二烟气取样探头和位于炉膛的第 三烟气取样探头，所述数据处理系统包括与烟气成分连续监测系统相连接的设置分层燃烧在线优化计算模型的工控机，所述工控机和发电机组DCS数据经数据 釆集器相连接。前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，所述烟气成分连续监测系统包括分别与第一烟气取样探头、第二烟气取样探头、第三烟气取样探头相连接的 A空预器烟气取样切断阀、B空预器烟气取样切断阀及炉膛烟气取样切断阀，所 述A空预器烟气取样切断闽和B空预器烟气取样切断阀的出口管相合并接入样 气切换电磁阀，炉膛烟气取样切断阖的出口管接入样气切换电磁阀的另 一 进口 端，所述样气切换电磁阀的出口依次连接快速冷凝器、样气采样泵、标定/釆样 三通电磁阀、0. ljLim陶瓷过滤器、样气调节针阀及流量计、四通道(yC0/N0/C02 烟气分析仪表，所述烟气分析仪表与工控机相连接，压縮空气切换三通电磁阀 分别与A空预器烟气取样切断阀、B空预器烟气取样切断阀及炉膛烟气取样切断 闽的进口管相连通，PLC控制器分别通过控制线与的A空预器烟气取样切断阀、 B空预器烟气取样切断阀、炉膛烟气取样切断阀、样气切换电磁阀、压缩空气切 换三通电磁阀、标定/釆样三通电磁阀、0. ljum陶瓷过滤器相连。本专利技术同时提供一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于:包括以 下步骤1) 在锅炉A、 B空预器出口各开一个烟气取样孔，在炉膛高温区域水冷壁鳍片上 开烟气取样孔，安装烟气成分连续监测系统，监测02、 C0、 C02、 NO等气体浓度；2) 利用数据釆集软件从烟气分析仪表和电厂实时数据库中取运行监测数 据，釆样频率从l秒至IO分钟调节；3) 以CO、 02、 C02、 NO气体浓度和实时运行参数为样本，应用支持向量机建立分 层燃烧优化模型，实时推荐优化运行参数并自动校正模型；4) 运行人员依据优化运行参数进行工况调整，在不同的煤粉分层燃烧方式下均 保持优化工况运行，提高锅炉运行安全性、经济性和环保效益。前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于在所述步骤l)中，具体包括下述步骤:(a) 在锅炉A、 B空预器出口各开一个cMOO咖烟气取样孔；(b) 将第一烟气取样探头和第二烟气取样探头安装在取样孔上；(C)将空预器烟气电伴热管分别与第一烟气取样探头、第二烟气取样探头以及样气切换电磁阀连接；(d) 在炉膛高温区域水冷壁鳍片上开(J)8咖取样孔；(e) 将烟气取样探管焊接在取样孔周的鳍片上；(f) 将炉第三气取样探头固定支撑在锅炉平台上；(g) 将炉膛烟气电伴热管与第三烟气取样探头以及样气切换电磁阀连接；(h) 安装烟气成分连续监测系统。前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于，在所述步骤2)中， 包括以下步骤(a) 依据烟气分析仪表制造厂提供的通讯协议，编写仪表与计算机交换数据程序；(b) 依据电厂DCS数据库程序通讯协议，编写数据库与计算机交换数据程序；(c) 将通讯传来的数据按一定釆集频率写入输入数据库，釆集频率从1秒至10 分钟调节，由系统管理员设定。前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于在所述步骤3)中， 包括以下步骤(a )基于支持向量机理论建立煤粉分层燃烧在线优化模型；(b) 通过现场试验进行模型校准；(c) 煤粉分层燃烧在线优化模型根据输入数据库传来的实时运行监测数据进行 计算，预测优化工况参数；(d) 运行人员依据模型预测参数进行工况调整，系统将自动将实时监测的锅炉 效率、炉膛高温腐蚀速率和NOx排放浓度与模型预测值进行比对，同时自动校正模型 相关参数以提高预测准确度。前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于在所述步骤4)中， 包括以下步骤(a) 将在线监测计算的锅炉效率、炉膛高温腐蚀速率以及N0x排放浓度输出供 运行人员监测，了解锅炉运行状况；(b) 将在线优化模型输出的优化工况运行参数输出供运行人员进行优化工况调整；(C)将在线优化模型输出的优化工况运行参数输出至电厂控制系统CCS,自 动控制工况调整，实现锅炉运行自动优化控制。 本专利技术所达到的有益效果本专利技术通过以上系统及方法利用支持向量机理论建立在线优化模型进行自 动训练和寻优，获得燃烧优化工况参数指导运行，使锅炉保持良好的运行安全性， 提高运行经济性，降低污染物排放浓度和总量。附图说明图1是本专利技术的煤粉分层燃烧在线优化系统结构示意图。图中各编号部件的名称如下表<table>table see original document page 8</column></row><table>具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术的煤粉分层燃烧在 线优化系统结构示意图。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系 统，包括气体采样系统、数据处理系统，所述气体釆样系统包括烟气取样探头 和烟气成分连续监测系统，其特征在于所述烟气取样探头包括位于A空预器出口 的第一烟气取样探头4、位于B空预器出口的第二烟气取样探头5和位于炉膛的第三烟气取样探头6,所述数据处理系统包括与烟气成分连续监测系统相连接的 设置分层燃錄在线优化计算模型的工控机13，所述工控机13和发电机组DCS数 据经数据釆集器14相连接。前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，所述烟气成分连续监测系统包 括'分别与第一烟气取样探头4、第二烟气取样探头5、第三烟气取样探头6相 连接的A空预器烟气取样切断阀1、 B空预器烟气取样切断阀2及炉膛烟气取样 切断闽7 ，所述A空预器烟气取样切断阀和B空预器烟气取样切断阀的出口管相 合并接入样气切换电磁阀21，炉膛烟气取样切断阀的出口管接入样气切换电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，包括气体采样系统、数据处理系统，所述气体采样系统包括烟气取样探头和烟气成分连续监测系统，其特征在于：所述烟气取样探头包括位于Ａ空预器出口的第一烟气取样探头（４）、位于Ｂ空预器出口的第二烟气取样探头（５）和位于炉膛的第三烟气取样探头（６），所述数据处理系统包括与烟气成分连续监测系统相连接的设置分层燃烧在线优化计算模型的工控机（１３），所述工控机（１３）和发电机组ＤＣＳ数据经数据采集器（１４）相连接。

【技术特征摘要】
1.一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，包括气体采样系统、数据处理系统，所述气体采样系统包括烟气取样探头和烟气成分连续监测系统，其特征在于所述烟气取样探头包括位于A空预器出口的第一烟气取样探头(4)、位于B空预器出口的第二烟气取样探头(5)和位于炉膛的第三烟气取样探头(6)，所述数据处理系统包括与烟气成分连续监测系统相连接的设置分层燃烧在线优化计算模型的工控机(13)，所述工控机(13)和发电机组DCS数据经数据采集器(14)相连接。2. 根据权利要求1所述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，其特征在于: 所述烟气成分连续监测系统包括分别与第一烟气取样探头(4)、第二烟气取样 探头(5)、第三烟气取样探头(6)相连接的A空预器烟气取样切断阀(1)、 B 空预器烟气取样切断阀(2)及炉膛烟气取样切断阀(7),所述A空预器烟气取 样切断阀和B空预器烟气取样切断阀的出口管相合并接入样气切换电磁阀(21)， 炉膛烟气取样切断阀的出口管接入样气切换电磁阀(21)的另一进口端，所述 样气切换电磁阀(21)的出口依次连接快速冷凝器(9)、样气釆样泵(19)、标 定/釆样三通电磁阀(18 )、 0. 1 nm陶瓷过滤器(17 )、样气调节针阀及流量计(16 )、 四通道(yC'0/N0/C02烟气分析仪表(15)，所述烟气分析仪表(15)通过数据线 与工控机(13)相连接，压缩空气切换三通电磁阀(3)分别与A空预器烟气取 样切断阀、B空预器烟气取样切断阀及炉膛烟气取样切断阀的进口管相连通，PLC 控制器分别通过控制线与A空预器烟气取样切断阀、B空预器烟气取样切断阀、 炉膛烟气取样切断阀、样气切换电磁阀(21)、压缩空气切换三通电磁阀(3)、 标定/采样三通电磁阀(18)、 0. lum陶瓷过滤器(17)相连。3. 根据权利要求2所述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，其特征在于 所述快速冷凝器(9)与蠕动排水泵(10)相连，所述样气釆样泵(19)出口连 接烟气旁路排空调节针阀及流量计(11)，所述标定/釆样三通电磁阀(18)与 标准气体五切一切换装置(12)相连。4. 根据权利要求2所述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，其特征在于A空预器烟气取样切断阀(1)、 B空预器烟气取样切断阀(2)进口与样气切换电磁阀(21)之间通过不锈钢气管连接，在及炉膛烟气取样切断阀(7)进口与样 气切换电磁阀(21)之间通过不锈钢气管连接。5. —种锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于:包括以下步骤1) 在锅炉A、 B空预器出口各开一个烟气取样孔，在炉膛高温区域水冷壁鳍片上 开烟气取样孔，安装烟气成分连续监测系统，监测02、 C0、 C02...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁绍华，黄磊，鲁松林，张恩先，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]