锅炉掺烧乏风瓦斯稳定燃烧控制系统的制作方法_2

文档序号:9725129阅读:来源:国知局
率,将瓦斯浓度值控制在恒定值,如0.3%。
[0031]总体而言,所述锅炉掺烧乏风瓦斯稳定燃烧控制系统可以将输送入锅炉掺烧的瓦斯浓度控制在一个恒定值,以保证稳定掺烧,防止燃烧不稳影响锅炉运行。对于使用矿井乏风为单一瓦斯源的掺烧系统,在乏风输送通道1的负压段外开设所述配风口 4,在所述配风口4内安设所述调节阀门3(优选为电动阀门),并采用自动调节配风量的方式,保证通道内瓦斯处于恒定值。此外,由于掺烧的乏风为单一瓦斯源,瓦斯浓度可以在乏风瓦斯浓度最低值的基础上向下调节,如矿井乏风瓦斯浓度日常波动范围为0.28 %-0.35 %之间,可设定此恒定值为0.28 %。当配风口 4上风侧乏风瓦斯浓度为0.28 %时,配风口 4可以设置为关闭状态。当浓度升高时,配风口 4加大开度或风机增加运转频率以增加配风量,反之配风口 4开度自动减少或风机减小运转频率,将配风后的瓦斯浓度维持恒定。
[0032]优选地,所述乏风输送通道1中设置有输送风机5,所述输送风机5的吸风口朝向所述乏风输送通道1的起始端设置,所述输送风机5的吹风口朝向所述乏风输送通道1的末尾端设置。使所述回风立井中所产生的乏风瓦斯通过所述乏风输送通道1的起始端进入所述乏风输送通道1中,并通过所述乏风输送通道1的末尾端进入所述锅炉的进风口中。所述第一瓦斯传感器2位于所述乏风输送通道1的起始端与所述输送风机5之间。
[0033]关于配风口4的位置设定,优选地,如通道中设置有输送风机5,应在输送风机5的吸风口侧,若乏风输送距离短,靠电厂风机及矿井主要通风机富余能力输送,应靠近电厂风机侧。如通道中无负压段或负压很小,难以保证配风要求,应在配风口 4内安设输送风机5,此输送风机5优选为自动变频控制风机,以实现通道内瓦斯处于恒定值;如锅炉一次风机、二次风机富余能力足够,可将锅炉风机7(下文中介绍)设置为自动变频控制的风机。风机风量的控制应以锅炉需要进风量为准,即风机自动恒压变频时,风机压力以刚好满足一次风与二次风量需求,风压调节控制应整合到锅炉燃烧控制系统。在实际使用中,配风口 4优选地设置在远离电厂风机的位置,如应距离电厂风机50m以上,并在配风口 4的下风侧的通道中加装风流混和装置,以保证在新鲜空气与通道中乏风充分混和。
[0034]优选地,所述乏风输送通道1中还可以设置有第二瓦斯传感器,所述第二瓦斯传感器设置在所述乏风输送通道1的末尾端,所述第二瓦斯传感器与所述阀门控制器电连接。在实际使用过程中,电厂风机入口处安设第二瓦斯传感器,以核实配风后瓦斯浓度是否为预期恒定值,如与预期相差值超出许可范围,应分析原因并可考虑采取二次微配风措施解决,所述第二瓦斯传感器所采集的数据与所述第一瓦斯传感器2所采集的数据同时作用与所述阀门控制器,以实现对配风口 4的开度进行控制。
[0035]对于瓦斯的浓度设定恒定值,当乏风瓦斯中掺入瓦斯时以提高掺烧瓦斯浓度时,如掺烧矿井中、低压抽采系统从采面回风隅角附近抽采的瓦斯,掺混后的乏风瓦斯浓度控制恒定值可上调,上调浓度应设定上限值为安全掺烧浓度,由于锅炉炉型较多且燃烧复杂,上限值一般不应超过1%,具体值大小应以实际试烧结果而定。试烧确定上限值的方法:锅炉初次通入乏风瓦斯掺烧时,应以小浓度燃烧一段时间,如为0.1 %的瓦斯试烧2周,观察燃烧变化情况,取得实际控制经验方法及参数,再逐渐增加瓦斯浓度,如增加到0.2%,再观察燃烧变化情况,取得实际控制经验方法及参数后再小幅增加瓦斯浓度,随着瓦斯浓度的提升,每次增加的幅度应适当变小,直至燃烧不稳定难以控制后,再降至一个安全浓度为上限值。
[0036]矿井乏风中瓦斯浓度及抽采瓦斯量随煤炭开采深度增加,一般有缓慢上升趋势,可以通过定期观测、分析乏风瓦斯浓度下限值的变化及抽采瓦斯可掺入量的变化,并重新计算掺烧瓦斯浓度和对设定值重新进行调整,在不突破上限值的情况下适当上调设定值并相应调整锅炉运行参数,以实现在安全限值范围内尽可能提高掺烧瓦斯量。
[0037]优选地,所述锅炉掺烧乏风瓦斯稳定燃烧控制系统还包括:风压传感器6,所述风压传感器6设置在所述乏风输送通道1中,并位于所述输送风机5与所述乏风输送通道1的末尾端之间;根据所述风压传感器6所检测的风压控制所述输送风机5的风压控制器,所述风压控制器与所述输送风机5电连接。此外,所述锅炉的进风口处设置有锅炉风机7,所述锅炉风机7向所述乏风输送通道1中施加负压。由于乏风瓦斯气流输送本质上为通道内输送风机
5、矿井主要通风机及锅炉风机7联合运转的结果,采取稳风措施,能够有效地防止输送风量出现较大波动,防止对进入锅炉的乏风量及瓦斯浓度产生影响,避免因此导致的锅炉燃烧不稳定。应采取风量稳定措施,最直接的手段为锅炉供风机实行恒压变频运转,在乏风输送通道1中或锅炉进风口等风压较为稳定的地点安设风压传感器6,测定该地点全风压、静压及速压,并应以设定静压或全压为恒定值,控制风机运转频率,以保证向锅炉稳定送风,同时也有利于配风后瓦斯浓度恒定。
[0038]在本发明的一个优选实施例中,所述乏风输送通道1在靠近末尾端的位置开设有排空口。在锅炉停炉后,可以及时将靠近矿井主要通风侧的通风风流完全切断,如采用水封等措施。如不能完全切断,应保持通道内正常通风,在通道出风口处通过所述排空口将乏风瓦斯排空,防止进入锅炉风机7进风口内。此外,还可以在所述锅炉风机7的进风口上设置有常闭风门,并在锅炉停运后将风门打开以引入新鲜空气,锅炉通风系统继续运转一段时间后再停止,例如,可以继续运转10分钟,以将锅炉供排风系统里的乏风瓦斯排净。
[0039]优选地,所述锅炉的进风口处设置有防爆门8,以隔断爆炸气流对矿井的冲击。所述防爆门8严格执行《煤矿安全规程》关于井口房及通风机附近20米处严禁烟火的规定,并将规定扩展到矿井口至电厂风流入口处。风量调节口出口向上,并高于地面不小于5米。
[0040]另一方面,可以在锅炉的空气预热器排烟道进风口处及预热空气出风口处设置温度传感器以监测乏风瓦斯是否存在燃烧风险,所述温度传感器也可以设置在所述乏风输送通道1中,例如,设置在乏风输送通道1的末尾端。当排烟温度超过上限值(如550°C)时,可认为由于温度过高导致乏风瓦斯有被氧化或燃烧的危险;当预热空气出风口处温度异常,如高于排烟温度,可认为乏风瓦斯已经被氧化或燃烧,应立即停止乏风瓦斯供给,改为向锅炉供给新鲜空气。此外,应选用不漏风的空气预热器,并加强排烟道的检查与清理,以防止乏风瓦斯进入排烟道后遇火星弓I燃排烟道中可燃物。
[0041]本发明所提供的锅炉掺烧乏风瓦斯稳定燃烧控制系统适用于各种类型的锅炉,由于瓦斯特别容易燃烧且发热量很高(发热量为11967kcal/kg,lm3纯瓦斯燃烧热值为8580kcal,为标准煤的1.71倍,这样1%乏风瓦斯燃烧可将乏风温度提高280度),特别适用于烧劣质煤的循环流化床锅炉,如煤矸石锅炉,可极大地改善燃烧工况特性,降低矸石中的掺煤量。
[0042]采用乏风瓦斯掺烧应优先选择贫氧燃烧工艺;优选燃烧劣质煤锅炉如高变质程度、高灰分或煤矸石锅炉;并优先选用循环流化床锅炉,链条锅炉也可取得良好效果,采取适当的温度控制措施,煤粉锅炉也能取得较好效果;燃烧的具体控制参数视乏风中瓦斯浓度、煤种及锅炉燃烧工艺而定。
[0043]根据各类锅炉燃烧工况特性,应充分利用瓦斯易燃特性,选择适宜的燃烧工艺及控制措施,实现低温贫氧燃烧,锅炉排烟中含氧量可控制在3 %左右甚至更低,优选烧劣质煤或矸石的循环流化床工艺。循环流化床锅炉理想的燃烧状态是全炉膛低温均匀燃烧,要实现均匀燃烧就必须抑制炉床燃烧,燃煤的可燃挥发物尽可能均匀分布在炉膛内的所有空间并实现贫氧燃烧。由于乏风中含有瓦斯,当乏风作为一次风进入炉床时,乏风中瓦斯迅速燃烧,炉床温度较纯空气时的温度要上升,上升幅度与瓦斯浓度正向相关,这样提高床温有利于劣质煤如矸石中可燃物质分解且抑制了 C0等燃烧,可提高离开炉床的烟气中可燃气体浓度;对于优质煤应采取抑制炉床燃烧措施,如减少供煤量、合理增加供煤块度,掺入不燃物质如脱硫剂,加大一次风量、适当降低一次风中瓦斯浓度,加大循环倍率或降低循环烟气温度,这就需要将乏风输送通道1在靠近电厂锅炉时应该分开成两个独立的风路,在两个风路中设置风阀,并
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