专利名称：一种炉膛防灭火、理想化燃烧的自动控制方法
技术领域：
本发明涉及锅炉炉膛的安全燃烧控制方法，尤其涉及一种锅炉的炉膛防灭火、理想化燃烧的自动控制方法。
背景技术：
人为、自动调节炉膛燃烧的燃煤、配风时，形成炉膛内部局部高温状况，造成燃烧产生的NOx增加，形成局部高温且配风不均缺氧状况，造成水冷壁高温硫腐蚀；锅炉实际运行工况往往偏离设计工况，无论是燃料混合物挥发分的变化、初温度变化、燃料发热量变化、进口燃料混合物浓度变化、燃料混合物的活化能变化、燃烧器配风量变化，都会引起炉膛燃烧工况；燃用煤种变化导致锅炉燃烧状态变化时，低负荷下易发生熄火现象。目前国内外还没有可行的控制方法实现锅炉炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制，目前国内对炉膛燃烧安全采取的措施是监测到炉膛灭火后、锅炉安全保护系统动作；国外火力发电站燃用煤质稳定，因燃用煤质变化导致锅炉燃烧状态变化现象不明显，所以国际还没有对这个领域进行开拓，目前国内外还没有实现炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制的方法。
发明内容
本发明提出了一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，能够自动调整锅炉燃煤量、燃烧火嘴的风量，避免炉膛内温度过高，使锅炉保持在稳燃的状态，且不会出现灭火状况，安全方便。本发明采用下述技术方案一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，①炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置根据燃烧器火嘴燃烧火焰区域或相邻区域的温度测点在垂直或气流方向上的布置位置，把温度测点分成η层，n ^ I ;各层有X个测点，X ^ I ;对单层的X个燃烧器火嘴燃烧火焰 区域或相邻区域温度进行函数运算，得出单层的燃烧火焰中心温度值；
②炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置为数字型控制装置，是DCS控制装置的一部分或单独的自动控制装置；炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置内部的自动控制运算功能中有全炉膛控制单元；输入到全炉膛控制单元的信号不少于各层火焰中心温度信号、锅炉给定负荷信号、各个火嘴或制粉系统启、停状态信号；
③全炉膛控制单元的自动控制运算逻辑中有各层的燃烧火焰中心温度给定值运算逻辑各层的燃烧火焰中心温度值和各层的燃烧火焰中心温度给定值进行自动控制运算逻辑，自动控制运算的方向是减小各层的燃烧火焰中心温度值与各层的燃烧火焰中心温度给定值之间的偏差；
④炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置内部进行自动控制运算后输出控制指令输出的控制指令不少于以下项目中的一种各层燃料量指令或燃料量修正指令、各层配风量指令或配风量修正指令、投油稳燃指令、炉膛燃烧产生的总热交换能量信号。
全炉膛控制单元的自动控制运算逻辑中还有各层的燃烧火焰中心温度给定值Tnsv的取值原则运算逻辑为各层的Tnsv接近，各层的燃烧火焰中心温度给定值Tnsv:1500°C彡Tnsv彡各层的不灭火的最低的火焰中心温度Tn 。全炉膛控制单元中各层的燃烧火焰中心温度给定值逻辑运算至少采用下面中的一种运算
①手动方式的赋值运算；
②自动跟踪实际值、无扰切换方式，赋值运算；
③自动精确运算方式的赋值运算；
输入到全炉膛控制单元的信号还有给定主汽压力信号、各层的燃烧火焰中心温度给定
值 Tnsv
T^=FftCP. N, D)· Tnsv取值原则为Ρ为给定的主汽压力值；Ν为给定负荷值；D=(du)为燃烧器投退组合方式；
④自动粗略运算方式的赋值运算
在控制要求不太精密时，主汽压力值P用给定负荷值N替代，则
TttS = Gji(N、D)
N为给定负荷值，D=(Clu)为燃烧器投退组合方式。全炉膛控制单元中还有各层的燃烧火焰中心温度给定值修正运算、且至少有以下运算中的一种
①实际温度与理论设计温度的差值对各层的燃烧火焰中心温度给定值修正运算；
②实际蒸发量与理论设计蒸发量的差值对各层的燃烧火焰中心温度给定值修正运算。全炉膛控制单元中还有各层的燃烧火焰中心温度给定值修正运算，至少采用以下运算中的一种
①输入到全炉膛控制单元中的信号还有主气压力偏差信号或负荷偏差信号，主汽压力偏差或负荷偏差的比例相当值直接修正炉膛蒸发段的火焰中心温度的给定值；
②输入到全炉膛控制单元中的信号还有蒸汽温度偏差信号，蒸汽温度偏差的比例相当值直接修正炉膛上部及过热段的火焰中心温度的给定值；
③输入到全炉膛控制单元中的信号还有蒸汽温度偏差信号，蒸汽温度偏差对应焓差的比例相当值修正qg，Qg是在自动调节系统中锅炉过热段热交换能量的比例相当值；
④输入到全炉膛控制单元中的信号还有蒸蒸发量偏差信号，蒸发量差值对应焓差的比例相当值修正qz，Qz为在自动调节系统中锅炉蒸发段热交换能量的比例相当值。全炉膛控制单元的自动控制运算逻辑中的各层的燃烧火焰中心温度给定值Tnsv的取值原则运算逻辑还有投入煤粉火嘴的燃烧层的TgdOOOC Tnsvo炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置内部的自动控制运算功能中有火嘴层控制单元；输入到火嘴层控制单元的信号不少于本层各个炉膛内部燃烧中心侧面温度或火嘴燃烧火焰区域或相邻区域温度)、层燃料量指令信号；火嘴层控制单元输出信号不少于以下项目中的一种本层各个火嘴出口燃料量调节指令、火嘴本层各个火嘴配风量校正指令、是/否允许投油稳燃指令。输入到火嘴层控制单元的信号还有层火焰中心给定温度值，火嘴层控制单元的自动控制运算逻辑中有对各个燃烧器火嘴燃烧火焰区域或相邻区域温度与火焰中心给定温度值偏差自动控制运算，自动控制运算的方向为减小偏差。炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置内部的自动控制运算功能中还有单个火嘴控制单元；输入到单个火嘴控制单元的信号至少有火嘴燃烧火焰区域或相邻区域温度信号，输出信号至少有以下信号中的一种周界风量调节指令、一次风速调节(需求)指令。炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置输出炉膛燃烧产生的总热交换能量信号、送至锅炉负荷调节单元；所述的总能量的比例相当值的计算公式为
q为全炉膛向受热面交换的总能量在自动调节系统的比例相当值； q作为前馈送入锅炉负荷自动调节系统；
权利要求
1.一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征在于①炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置根据燃烧器火嘴燃烧火焰区域或相邻区域的温度测点在垂直或气流方向上的布置位置，把温度测点分成η层，η ≥1 ;各层有X个测点， X≥1 ;对单层的X个燃烧器火嘴燃烧火焰区域或相邻区域温度进行函数运算，得出单层的燃烧火焰中心温度值；②炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置为数字型控制装置，是DCS控制装置的一部分或单独的自动控制装置；炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置内部的自动控制运算功能中有全炉膛控制单元；输入到全炉膛控制单元的信号不少于各层火焰中心温度信号、 锅炉给定负荷信号、各个火嘴或制粉系统启、停状态信号；③全炉膛控制单元的自动控制运算逻辑中有各层的燃烧火焰中心温度给定值运算逻辑各层的燃烧火焰中心温度值和各层的燃烧火焰中心温度给定值进行自动控制运算逻辑，自动控制运算的方向是减小各层的燃烧火焰中心温度值与各层的燃烧火焰中心温度给定值之间的偏差；④炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置内部进行自动控制运算后输出控制指令输出的控制指令不少于以下项目中的一种各层燃料量指令或燃料量修正指令、各层配风量指令或配风量修正指令、投油稳燃指令、炉膛燃烧产生的总热交换能量信号。
2.如权利要求1所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为全炉膛控制单元的自动控制运算逻辑中还有各层的燃烧火焰中心温度给定值Tnsv的取值原则运算逻辑为各层的Tnsv接近，各层的燃烧火焰中心温度给定值Tnsv =ISOO0C≥Tnsv≥各层的不灭火的最低的火焰中心温度Tnm。
3.如权利要求2所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为全炉膛控制单元中各层的燃烧火焰中心温度给定值逻辑运算至少采用下面中的一种运算①手动方式的赋值运算；②自动跟踪实际值、无扰切换方式，赋值运算；③自动精确运算方式的赋值运算；输入到全炉膛控制单元的信号还有给定主汽压力信号、各层的燃烧火焰中心温度给定值 Tnsv
4.如权利要求3所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为全炉膛控制单元中还有各层的燃烧火焰中心温度给定值修正运算、且至少有以下运算中的一种①实际温度与理论设计温度的差值对各层的燃烧火焰中心温度给定值修正运算；CJ11为第η层温度测点对应的向受热面交换的总能量在自动调节运算中的比例相当值；②实际蒸发量与理论设计蒸发量的差值对各层的燃烧火焰中心温度给定值修正运算。
5.如权利要求3所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为全炉膛控制单元中还有各层的燃烧火焰中心温度给定值修正运算，至少采用以下运算中的一种①输入到全炉膛控制单元中的信号还有主气压力偏差信号或负荷偏差信号，主汽压力偏差或负荷偏差的比例相当值直接修正炉膛蒸发段的火焰中心温度的给定值；②输入到全炉膛控制单元中的信号还有蒸汽温度偏差信号，蒸汽温度偏差的比例相当值直接修正炉膛上部及过热段的火焰中心温度的给定值；③输入到全炉膛控制单元中的信号还有蒸汽温度偏差信号，蒸汽温度偏差对应焓差的比例相当值修正qg，Qg是在自动调节系统中锅炉过热段热交换能量的比例相当值；④输入到全炉膛控制单元中的信号还有蒸蒸发量偏差信号，蒸发量差值对应焓差的比例相当值修正qz，Qz为在自动调节系统中锅炉蒸发段热交换能量的比例相当值。
6.如权利要求2所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为全炉膛控制单元的自动控制运算逻辑中的各层的燃烧火焰中心温度给定值Tnsv的取值原则运算逻辑还有投入煤粉火嘴的燃烧层的1^，9001< Tnsvo
7.如权利要求2所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置内部的自动控制运算功能中有火嘴层控制单元；输入到火嘴层控制单元的信号不少于本层各个炉膛内部燃烧中心侧面温度或火嘴燃烧火焰区域或相邻区域温度)、层燃料量指令信号；火嘴层控制单元输出信号不少于以下项目中的一种: 本层各个火嘴出口燃料量调节指令、火嘴本层各个火嘴配风量校正指令、是/否允许投油稳燃指令。
8.如权利要求7所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为输入到火嘴层控制单元的信号还有层火焰中心给定温度值，火嘴层控制单元的自动控制运算逻辑中有对各个燃烧器火嘴燃烧火焰区域或相邻区域温度与火焰中心给定温度值偏差自动控制运算，自动控制运算的方向为减小偏差。
9.如权利要求7所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制装置内部的自动控制运算功能中还有单个火嘴控制单元；输入到单个火嘴控制单元的信号至少有火嘴燃烧火焰区域或相邻区域温度信号，输出信号至少有以下信号中的一种周界风量调节指令、一次风速调节(需求)指令。
10.如权利要求2所述的一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，其特征为自动控制装置输出炉膛燃烧产生的总热交换能量信号、送至锅炉负荷调节单元；所述的总能量的比例相当值的计算公式为q为全炉膛向受热面交换的总能量在自动调节系统的比例相当值；q作为前馈送入锅炉负荷自动调节系统；
全文摘要
本发明公开了一种炉膛防灭火、理想化燃烧自动控制方法，包括有全炉膛控制单元，输入到全炉膛控制单元的信号至少有输入到全炉膛控制单元的信号不少于各层火焰中心温度信号、锅炉给定负荷信号、各个火嘴或制粉系统启、停状态信号，全炉膛控制单元内部进行自动控制运算，自动控制运算后输出的信号不少于以下项目中的一种各层燃料量指令或燃料量修正指令、各层配风量指令或配风量修正指令、投油稳燃指令、炉膛燃烧产生的总热交换能量信号，能够自动调整锅炉燃煤量、燃烧火嘴的风量，避免炉膛内温度过高，使锅炉保持在稳燃的状态，且不会出现灭火状况，安全方便，从而实现炉膛的炉膛防灭火、理想化、低氮燃烧。
文档编号F23N5/00GK103047678SQ201210582388
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者刘建松 申请人:刘建松