一种提高锅炉燃烧效率降低煤耗的燃烧控制方法
【技术领域】
[0001]在确保机组安全的情况下，将节能喷燃器的技术与计算机(DCS)控制技术结合起来，本着“简单、实用、可靠”的原则，利用计算机(DCS)控制系统的应用软件开发出一种燃烧控制方法，来达到提高锅炉燃烧效率降低煤耗的节能目的，该项燃烧控制方法能够被广泛地应用于火电厂燃煤机组的锅炉运行生产过程中。
【背景技术】
[0002]目前，随着火电厂燃煤机组的单机容量由300Mff、600Mff到1000丽机组的进一步增大，电网规模也在进一步的扩大，而高耗能的125Mff、200Mff的小机组也逐渐地被300MW、600MW低耗能的大容量机组所取代，因此，在电网低谷期间需要参与调峰机组容量大小也由过去的125Mff、200Mff、300Mff机组，增加到600丽机组，甚至100Mff的机组在低谷时也需要降负荷调峰运行，以保证电网安全稳定经济地运行。
[0003]现代理论和实践表明:要使锅炉煤粉火焰稳定地着火燃烧，重要的是在锅炉喷燃器的出口火焰燃烧中心形成局部高煤粉浓度、适当高的氧浓度和高温的所谓“三高区”即最佳燃烧区域，也就是锅炉炉膛燃烧的火焰中心区。因此，无论是锅炉生产厂家还是喷燃器喷燃器的生产厂家，在设计和生产喷燃器的时候，都是针对“三高区”进行研究开发的，并且生产出了各种类型的节能喷燃器。而真正能够让这些节能喷燃器发挥较好的节能效果的人，则是各个电厂的运行操作人员。但由于各个电厂的运行操作人员技术水平以及工作经验等多个方面因素的影响，这些节能喷燃器的节能效果也不尽如人意。
[0004]为帮助运行人员对喷燃器进行监视，在计算机(DCS)控制系统中都设计有一次风风速监视系统，由于该风速监视系统只有监视功能，而没有设计控制功能，运行人员需要根据现场的具体情况来对相关的设备进行调整。而且一次风速信号是在磨煤机出口一次风粉管通过测量差压和温度信号进行计算出来的，由于受安装位置和现场的环境影响较大，该信号可靠率较低，只适用于监视使用。
[0005]锅炉燃烧的中心区域主要是由一次风送入的大量煤粉与二次风提供的大量氧气进行充分混合后燃烧产生的高温区域，即所谓的“三高区”，只有锅炉燃烧中心区域的温度越高，锅炉水冷壁所吸收的热量就越多，锅炉的燃烧效率就越大。当一次风所携带的大量煤粉不能与二次风进行充分燃烧时，就不能在锅炉火焰燃烧区域产生高温区，锅炉的燃烧效率就必然下降，所以，二次风压力信号作为锅炉燃烧的助燃信号，与锅炉燃烧效率有直接关系，而运行人员在实际锅炉燃烧控制的过程中，主要是监视烟气中的氧量信号通过改变送风机的出力来实现对二次风流量信号进行控制，而往往忽略了对二次风压力的控制。
[0006]因此，找到一种提高锅炉燃烧效率降低煤耗的燃烧控制方法，是所有使用燃煤锅炉的火电厂专业技术人员积极研究的课题。但大多数火电厂专业技术人员在进行节能技术研究时，主要针对锅炉运行操作方面进行研究，而忽略了计算机(DCS)控制技术在节能方面所能够起到的作用。
【发明内容】
[0007]本发明需要解决的技术问题是，克服【背景技术】的不足，在确保锅炉安全运行的前提下，利用计算机(DCS)控制系统中的控制软件，开发设计一套能够自动判断锅炉喷燃器的燃烧火焰是否在最佳区域燃烧的控制逻辑，该控制逻辑能够将节能燃烧器的节能技术与计算机(DCS)控制技术有机的结合在一起，当锅炉喷燃器的燃烧火焰即将离开最佳燃烧区域的情况下，及时发出报警信号以提醒运行人员通过人工干预的方式，通过改变部分喷燃器的带负荷能力或者改变喷燃器的数量对锅炉燃烧方式进行调整，以达到使锅炉大多数的喷燃器火焰燃烧区域始终自动控制在最佳燃烧区域内燃烧运行，使炉膛内的煤粉充分燃烧，锅炉的燃烧效率基本上保持在较小的范围内进行波动，使节能喷燃器的节能效果也得到显著的提高，同时减少锅炉投油助燃的次数，从而达到降低煤耗节能的目的。
[0008]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:利用计算机(DCS)控制系统的应用软件，在计算机(DCS)控制系统中开发出来的，一种提高锅炉燃烧效率降低煤耗的燃烧控制方法，该控制方法由计算机(DCS)控制系统的输入信号、输出信号、逻辑控制电路、操作员站液晶显示报警画面等组成。其特征在于包括以下步骤:
一、在计算机(DCS)控制系统中，设计一个提高锅炉燃烧效率降低煤耗的燃烧控制方法，该燃烧控制方法包含计算机(DCS)控制逻辑组态和操作员站的液晶显示控制操作画面；
二、通过对锅炉在不同工况所对应的负荷与空预器出口二次风压力的相关数据进行采集分析和逻辑处理，并用函数曲线进行表示，找出锅炉喷燃器燃烧火焰在最佳燃烧区域对应的空预器出口二次风压力的运行区域；
三、通过对磨煤机的相关信号和机组的负荷作为逻辑电路的综合处理信号，经过逻辑运算计算出该磨煤机所对应的喷燃器最佳燃烧区域的最大值和最小值；
四、任一台磨煤机的一个燃烧器关断挡板手动关闭时，控制逻辑自动将该磨的火检跳磨保护由四取二转为三取二，该台磨煤机的两个相对的燃烧器关断挡板手动关闭时，该磨的火检跳磨保护自动取消；
五、任一台磨煤机的两个相邻的喷燃器关断挡板异常关闭时，该磨自动跳闸；
六、通过操作员站将处理结果及报警信号显示在液晶画面上。
[0009]本发明的有益效果是:该提高锅炉燃烧效率降低煤耗的燃烧控制方法，在锅炉喷燃器的燃烧火焰即将离开最佳燃烧区域时，及时地通过报警方式提醒运行人员需要改变燃烧控制方式，运行人员通过对相关的运行设备进行调整，以提高运行喷燃器的煤粉浓度，使火焰的燃烧区稳定性得到提高，煤粉燃烧充分，使节能喷燃器的节能效果得到显著的提高，同时减少投油助燃的次数，从而达到降低煤耗节能的目的。
[0010]四.
【附图说明】
以四角切圆燃烧锅炉为例:
图1为喷燃器喷出的煤粉燃烧火焰主要在最佳燃烧区域内燃烧，这时煤粉火焰燃烧稳定，不需投油助燃。
[0011]图2为喷燃器喷出的煤粉燃烧火焰部分在最佳燃烧区域内燃烧，这时煤粉火焰燃烧稳定，基本上可以不需投油助燃。
[0012]图3为喷燃器喷出的煤粉燃烧火焰已经不在最佳燃烧区域内燃烧，这时煤粉火焰燃烧不稳定，经常需要投油助燃，且喷燃器出口容易结焦。
[0013]五.【具体实施方式】:
由于在火电厂的计算机DCS控制系统中对锅炉喷燃器的煤粉控制已经设计了模拟量控制，是由主汽压力自动控制系统来实现的，该自动控制系统已经具有自动和手动控制功能，因此，要实现本项发明技术不用再增加设备，而只需在DCS控制逻辑中增加相应的控制逻辑就能够实现，控制逻辑功能如下:
一、磨煤机出口燃烧器关断挡板增加单操功能；
二、当某一个喷燃器人工退出运行时，磨煤机火检跳磨保护自动由四取二转换为三取二，当磨煤机的燃烧器关断挡板有一对关闭时，磨煤机火检跳磨保护自动退出，同时该磨优先停止运行。
[0014]三、通过对锅炉在最佳运行工况下的相关数据进行采集、分析和处理，以得到喷燃器燃烧火焰在最佳燃烧区域时的对应参数，即最佳燃烧区域的高限值和低限值；
四、在操作员站上增加一个控制画面，将相关的参数及计算结果显示出来，同时增加相关参数的报警，以利于运行人员及时掌握机组运行工况便于进行调整；
五、在机组高、中、低三种所对应的一次风压、一次风流量和二次风压力(空预器出口二次风压力、二次风箱压力)等最佳工作区域负荷运行工况下，该机组所对应的最佳一次风压、一次风流量和二次风压力等运行工作区域；
六、以四角切圆锅炉为例:在机组设备正常的情况下，指定部分磨煤机为调峰磨(有问题的磨优先)，当机组带额定负荷的工况，减负荷时，运行人员通过将调峰磨退出自动进行手动调整，减少该磨的出力，当该磨的喷燃器的燃烧火焰接近最佳燃烧区域的低限值时，停止该磨的手动减出力；再减负荷时，则通过停该磨的一个喷燃器运行来控制负荷，如果继续减负荷，则将该喷燃器所对应角的喷燃器停止运行；如果还要减负荷，则将该磨停止运行；以此类推，依次停其它的调峰磨运行，在整个减负荷的过程中，带基本负荷的磨煤机出力在自动控制下基本没有什么变化；
七、反之，在机组升负荷的过程中，先让基本负荷的磨煤机出力在最佳状况下运行，再启调峰磨运行，启磨时先投一对对角喷燃器运行，然后再根据负荷的情况先后投入其他两个喷燃器运行，当投入第三个喷燃器运行时，该磨的火检三取二保护自动投入，投入第四个喷燃器后，该磨的火检四取二保护自动投入运行，当该磨的燃烧到达最佳运行状况时，再启动其它的调峰磨运行，直至机组带最高基本负荷运行。
【主权项】
1.一种提高锅炉燃烧效率降低煤耗的燃烧控制方法，该控制方法由计算机(DCS)控制系统的输入信号、输出信号、逻辑控制电路、操作员站液晶显示报警画面等组成。其特征在于包括以下步骤: 1)在计算机(DCS)控制系统中，设计一个提高锅炉燃烧效率降低煤耗的燃烧控制方法，该燃烧控制方法包含计算机(DCS)控制逻辑组态和操作员站的液晶显示控制操作画面； 2)通过对锅炉在不同工况所对应的负荷与空预器出口二次风压力的相关数据进行采集分析和逻辑处理，并用函数曲线进行表示，找出锅炉喷燃器燃烧火焰在最佳燃烧区域对应的空预器出口二次风压力的运行区域； 3)通过对磨煤机的相关信号和机组的负荷作为逻辑电路的综合处理信号，经过逻辑运算计算出该磨煤机所对应的喷燃器最佳燃烧区域相关参数的最大值和最小值； 4)任一台磨煤机的一个喷燃器关断挡板手动关闭时，控制逻辑自动将该磨的火检跳磨保护由四取二转为三取二，该台磨煤机的两个相对的喷燃器关断挡板先后手动关闭时，该磨的火检跳磨保护自动取消； 5)任一台磨煤机的两个相邻的喷燃器关断挡板异常关闭时，该磨自动跳闸； 6)通过操作员站将处理结果及报警喷燃器信号显示在液晶画面上。
【专利摘要】一种提高锅炉燃烧效率降低煤耗的燃烧控制方法，是一种将节能燃烧器的节能技术与DCS控制系统的控制技术接合起来的新技术。该项燃烧技术能够在喷燃器的火焰燃烧区域在最佳燃烧区域的高限值和低限值时发出报警信号，提醒运行操作人员对相关的设备进行调整控制，通过改变喷燃器的数量来提高正在运行的喷燃器煤粉浓度，使喷燃器的燃烧火焰在最佳燃烧区域燃烧，使的喷燃器的火焰稳定性得到提高，煤粉燃烧充分，使节能喷燃器的节能效果得到显著的提高。同时，可以减少由于喷燃器火焰燃烧不稳所需投油助燃的次数，从而达到降低煤耗节能的目的。该项燃烧控制方法能够被广泛地应用于火力发电厂燃煤机组。
【IPC分类】F23N5/00
【公开号】CN105091027
【申请号】CN201410193561
【发明人】高利斌
【申请人】高利斌
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月8日