一种超超临界燃煤机组锅炉全风粉在线控制系统的制作方法

本发明涉及燃煤机组锅炉技术领域，具体为一种超超临界燃煤机组锅炉全风粉在线控制系统。

背景技术：

燃煤锅炉是指燃料燃烧的煤，煤炭热量经转化后，产生蒸汽或者变成热水，但并不是所有的热量全部有效转化，有一部分无功消耗，这样就存在效率问题，一般大些的锅炉效率高些，60％-80％之间，燃煤锅炉就是燃料为燃煤的锅炉，是指经过燃煤在炉膛中燃烧释放热量，把热媒水或其它有机热载体(如导热油等）加热到一定温度（或压力）的热能动力设备，燃煤锅炉主要是按照用途分类的，它分为燃煤开水锅炉（供应开水）、燃煤热水锅炉（采暖和洗浴）、燃煤蒸汽锅炉（供应蒸汽）、燃煤导热油锅炉（蒸煮和干燥）等。

现有的燃煤锅炉无法对锅炉风、粉、灰和烟气参数进行有效测量和控制，只能通过整体参数进行燃烧控制（如氧量、蒸汽参数等），锅炉运行工况远远偏离最佳值；“风煤比”较低的燃烧器：将产生过高的飞灰含碳量和还原性气氛，不但使燃烧效率降低，还容易结焦和积灰，并对水冷壁产生高温腐蚀，并可能导致堵管；煤粉量的不均匀与各管道内的送风风量差异的叠加，造成各燃烧器出口的煤粉浓度严重不均，各燃烧器之间的煤粉质量流量偏差最多可达±30％；“风煤比”较高的燃烧器内将产生过高的nox排放。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超超临界燃煤机组锅炉全风粉在线控制系统，具备能够对锅炉风、粉、灰和烟气参数进行有效测量和控制的优点，解决了现有的燃煤锅炉无法对锅炉风、粉、灰和烟气参数进行有效测量和控制，只能通过整体参数进行燃烧控制（如氧量、蒸汽参数等），锅炉运行工况远远偏离最佳值的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超超临界燃煤机组锅炉全风粉在线控制系统，包括监测单元，所述监测单元包括煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元和风粉平衡分配器控制单元，所述监测单元的输出端单向电性连接有信号处理单元柜，所述信号处理单元柜的输出端单向信号连接有上位机控制单元，所述信号处理单元柜包括can和协议转换器，所述煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元和风粉平衡分配器控制单元的输出端均与can的输入端单向电性连接，所述can的输出端与协议转换器的输入端单向电性连接，所述协议转换器的输出端与上位机控制单元的输入端单向信号连接，所述上位机控制单元的输出端单向电性连接有dcs显示单元。

优选的，所述can的数量为八个，且分别与煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元和风粉平衡分配器控制单元的输出端电性连接，所述can通过can总线与协议转换器的输入端单向电性连接。

优选的，所述协议转换器的输出端与上位机控制单元的输入端通过以太网信号连接。

优选的，所述一次风在线监测单元的型号为d/3-flm，所述飞灰含碳量在线监测单元的型号为d/3-cty。

优选的，所述煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元和燃尽风在线监测单元组成风粉在线测量单元，且风粉在线测量单元的型号为d/3-scm。

优选的，一种超超临界燃煤机组锅炉全风粉在线控制系统控制方法，包括以下步骤：

a：分别通过煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元和一次风在线监测单元对风粉进行在线监测，通过燃尽风在线监测单元对燃尽风进行监测，通过飞灰含碳量在线监测单元对飞灰含碳量的绝对值或相对值进行监测，通过一氧化碳在线监测单元对燃烧室一氧化碳含量进行监测；

b：上述测量数据进行综合分析后，通过风粉平衡分配器控制单元自动调节煤粉分配器入口角度，（采用格栅式蝶形设计，最大限度的降低对煤粉流和空气流的扰动），实现各个送粉管道内煤粉浓度和风量均衡的目的；

c：监测结果信息传入对应的can，然后通过can总线将信息传输至协议转换器，通过协议转换器将信息转化为网络信号的形式，并传输至上位机控制单元，通过上位机控制单元将其显示在dcs显示单元上，达到控制效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元、风粉平衡分配器控制单元、信号处理单元柜、上位机控制单元和dcs显示单元的配合使用，具备能够对锅炉风、粉、灰和烟气参数进行有效测量和控制的优点，解决了现有的燃煤锅炉无法对锅炉风、粉、灰和烟气参数进行有效测量和控制，只能通过整体参数进行燃烧控制（如氧量、蒸汽参数等），锅炉运行工况远远偏离最佳值的问题。

附图说明

图1为本发明系统原理图；

图2为本发明监测单元系统原理图；

图3为本发明信号处理单元柜系统原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种超超临界燃煤机组锅炉全风粉在线控制系统，包括监测单元，监测单元包括煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元和风粉平衡分配器控制单元，煤粉浓度在线监测单元满足连续、稳定、精确测量煤粉浓度，以及在一个大修周期内免维护的要求，测量精度优于2％，重复度优于0.1％；煤粉细度在线监测单元由全自动煤粉取样器和煤粉细度在线显示系统构成，满足连续、稳定、精确测量煤粉细度，以及在一个大修周期内免维护的要求，测量精度优于2％，重复度优于0.1％，全自动煤粉取样器的型号为amq-ii型，且采用等速、等圆环设计，全自动动态提取送粉管道内的煤粉样品，为煤粉细度连续、实时监测提供可靠的标定依据；二次风在线监测单元满足连续、稳定、精确测量送粉管道内的风量（风速），以及在一个大修周期内免维护的要求，测量精度要求优于1％，重复度优于0.1％；一次风在线监测单元满足连续、稳定、精确测量磨煤机入口风量（风速），以及在一个大修周期内免维护的要求，测量精度要求优于1％，重复度优于0.1％；燃尽风在线监测单元满足连续、稳定、精确测量燃尽风（补偿风）风量，以及在一个大修周期内免维护的要求，测量精度要求优于3％，重复度优于0.1％；飞灰含碳量在线监测单元满足连续、稳定、精确测量和显示飞灰含碳量绝对值或相对值，以及在一个大修周期内免维护的要求，测量精度要求优于1％，重复度优于0.1％；一氧化碳在线监测单元满足连续、稳定、精确测量燃烧室一氧化碳含量，以及在一个大修周期内免维护的要求，测量精度要求优于1％，重复度优于0.1％；监测单元的输出端单向电性连接有信号处理单元柜，信号处理单元柜的输出端单向信号连接有上位机控制单元，信号处理单元柜包括can和协议转换器，煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元和风粉平衡分配器控制单元的输出端均与can的输入端单向电性连接，can的输出端与协议转换器的输入端单向电性连接，风粉平衡分配器控制单元是锅炉风粉全参数自动控制系统的物理核心执行单元，采用直流变频伺服机构，需要在保障锅炉系统安全运行的前提下，调整各送粉管之间风量和煤粉浓度的平衡，并根据燃烧室运行情况随时调整状态，以达到最佳运行效果，协议转换器的输出端与上位机控制单元的输入端单向信号连接，上位机控制单元的输出端单向电性连接有dcs显示单元，锅炉风粉全参数自动控制系统所有测量参数及系统运行状态需要在发电厂dcs显示单元完整显示，并配备智能系统分析软件，显示内容包括系统运行状态、风粉切圆图、棒状图、历史趋势图等实时数据，以及报警信息等；

can的数量为八个，且分别与煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元和风粉平衡分配器控制单元的输出端电性连接，can通过can总线与协议转换器的输入端单向电性连接；

协议转换器的输出端与上位机控制单元的输入端通过以太网信号连接；

一次风在线监测单元的型号为d/3-flm，一次风在线监测单元用于磨煤机入口风和燃尽风实时监测，飞灰含碳量在线监测单元的型号为d/3-cty，飞灰含碳量在线监测单元执行飞灰含碳量的连续监测，实时提供锅炉系统飞灰含碳量的绝对值或相对值，供控制系统分析决策使用；

煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元和燃尽风在线监测单元组成风粉在线测量单元，且风粉在线测量单元的型号为d/3-scm，风粉在线测量单元用于实时测量送粉管道内的风量、煤粉浓度和煤粉细度；

通过煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元、风粉平衡分配器控制单元、信号处理单元柜、上位机控制单元和dcs显示单元的配合使用，具备能够对锅炉风、粉、灰和烟气参数进行有效测量和控制的优点，解决了现有的燃煤锅炉无法对锅炉风、粉、灰和烟气参数进行有效测量和控制，只能通过整体参数进行燃烧控制（如氧量、蒸汽参数等），锅炉运行工况远远偏离最佳值的问题；

一种超超临界燃煤机组锅炉全风粉在线控制系统控制方法，包括以下步骤：

a：分别通过煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元和一次风在线监测单元对风粉进行在线监测，通过燃尽风在线监测单元对燃尽风进行监测，通过飞灰含碳量在线监测单元对飞灰含碳量的绝对值或相对值进行监测，通过一氧化碳在线监测单元对燃烧室一氧化碳含量进行监测；

b：上述测量数据进行综合分析后，通过风粉平衡分配器控制单元自动调节煤粉分配器入口角度，（采用格栅式蝶形设计，最大限度的降低对煤粉流和空气流的扰动），实现各个送粉管道内煤粉浓度和风量均衡的目的；

c：监测结果信息传入对应的can，然后通过can总线将信息传输至协议转换器，通过协议转换器将信息转化为网络信号的形式，并传输至上位机控制单元，通过上位机控制单元将其显示在dcs显示单元上，达到控制效果。

综上所述：该超超临界燃煤机组锅炉全风粉在线控制系统，通过煤粉浓度在线监测单元、煤粉细度在线监测单元、二次风在线监测单元、一次风在线监测单元、燃尽风在线监测单元、飞灰含碳量在线监测单元、一氧化碳在线监测单元、风粉平衡分配器控制单元、信号处理单元柜、上位机控制单元和dcs显示单元的配合使用，解决了现有的燃煤锅炉无法对锅炉风、粉、灰和烟气参数进行有效测量和控制，只能通过整体参数进行燃烧控制（如氧量、蒸汽参数等），锅炉运行工况远远偏离最佳值的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。