[发明专利]一种基于CO的电站锅炉优化运行方法及系统

说明书

技术领域

本发明关于火力发电厂，特别是关于火力发电厂中的锅炉系统，具体的讲是一种基于CO的电站锅炉优化运行方法及系统。

背景技术

当前我国电站锅炉的运行面临两大压力：在煤质多变的前提下，进行节能降耗；电站锅炉的技术改造中，对锅炉进行减排。在此基础上，对电站锅炉的运行过程进行适当的燃烧优化调整是非常有必要的。

锅炉运行的燃烧优化调整，即根据燃烧过程优劣的指标，对影响燃烧工况的主要参数进行优化试验，使燃烧过程达到安全可靠、经济高效、低污染的要求。影响燃烧工况的主要因素有入炉煤质特性、总风量、配风方式和制粉系统特性等，其中对风量的优化控制最为复杂。因为对风量的控制直接影响锅炉运行氧量的变化，而运行氧量的变化不仅直接影响排烟热损失及锅炉热效率的变化，它还会引起其他运行参数的改变，如灰渣未燃尽碳含量、排烟温度、送风机总电耗、引风机总电耗等，同时氧量的变化也会影响锅炉运行的安全性，如结渣和高温腐蚀等。因此，炉内燃烧过程的优化控制实质是对锅炉热效率及相关运行参数综合进行考虑并加以协调，而要达到良好的燃烧控制，就需要控制风量。

当前我国电站锅炉运行中对风量的控制，主要是利用锅炉负荷与风量、送风机开度或二次风挡板开度的线性关系设计的。在控制系统中，锅炉负荷指令直接送给风量控制系统，当负荷指令改变时，通过前馈回路的作用，可以很快得到新工况下的风量指令和送风机开度。但锅炉只是近似的线性系统，仅依靠前馈回路获得的风量并不能保证氧量指标负荷要求，要获得准确的风量，现有技术中一般是将烟气中的含氧量特别是空预器入口氧量作为氧量校正参数。通过在空气预热器入口安装氧化锆氧量仪等监测仪器实时监测尾部烟道烟气的氧量，并以此作为锅炉运行中风量控制的修正，使风量与燃料量以及锅炉运行的负荷相适应，进一步保证最佳风/煤比，使煤粉在炉膛中完全燃烧，保证燃烧的经济与安全。

上述采用基于烟气中氧量的燃烧优化控制主要有以下缺陷，（1）氧量不能直接反映炉内空气和煤粉混合情况的好坏，仅能提供过量空气系数，即使氧量充足，若混合不好引起炉内局部缺氧呈现还原性气氛区域，也会造成不完全燃烧损失增大；（2）烟道内的漏风会对测得的氧量有很大的影响，而一般锅炉的炉膛、烟道总是在负压下运行，空气从炉外漏入炉内是很难避免的；（3）大型锅炉机组中烟道截面很大，烟气很难得到均匀的混合，结果造成严重的气体成分分层现象，目前的电厂锅炉机组在空气预热器入口的氧量测点只有1～2个，检测的氧量值没有很好的代表性，具有一定的误差。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于CO的电站锅炉优化运行方法及系统，采用以CO控制为主，氧量控制为辅的理念，通过采集CO浓度并结合电厂分散控制系统中锅炉运行参数确定锅炉运行的耗差，进一步实现锅炉风量的优化及控制，提高锅炉运行的经济性和安全性，符合当前的节能减排策略，对电站锅炉的安全经济运行具有重大意义。

本发明的目的之一是，提供一种基于一氧化碳CO的电站锅炉优化运行方法，所述的方法包括：采集空气预热器入口的CO浓度，获取当前锅炉运行的排烟温度、排烟含氧量、飞灰含碳量以及风机电耗；分别确定所述的排烟温度、CO浓度、排烟含氧量、飞灰含碳量以及风机电耗对应的耗差；根据所述的排烟温度、CO浓度、排烟含氧量、飞灰含碳量以及风机电耗对应的耗差确定锅炉运行的评价参数；调整锅炉系统的二次风量，控制所述的CO浓度处于预设范围内；调整锅炉系统的煤量以及一次风量，使得所述的锅炉运行的评价参数接近于预设值。

本发明的目的之一是，提供一种基于一氧化碳CO的电站锅炉优化运行系统，所述的系统包括锅炉系统、分散控制DCS系统、耗差确定装置、评价参数确定装置、CO调整装置、评价参数调整装置，其中，所述的锅炉系统包括炉膛、省煤器、空气预热器、除尘器、一次风机、送风机以及引风机；所述的分散控制DCS系统，用于实时获取所述的空气预热器入口的CO浓度、当前锅炉运行的排烟温度、排烟含氧量、飞灰含碳量以及风机电耗；所述的耗差确定装置，用于分别确定所述的排烟温度、CO浓度、排烟含氧量、飞灰含碳量以及风机电耗对应的耗差；所述的评价参数确定装置，用于根据所述的排烟温度、CO浓度、排烟含氧量、飞灰含碳量以及风机电耗对应的耗差确定锅炉运行的评价参数；所述的CO调整装置，用于调整锅炉系统的二次风量，控制所述的CO浓度处于预设范围内；所述的评价参数调整装置，用于调整锅炉系统的煤量以及一次风量，使得所述的锅炉运行的评价参数接近于预设值。