[发明专利]生物质锅炉的燃烧风量控制系统及控制方法

说明书

根据本发明提出了一种生物质锅炉的燃烧风量控制系统，包括燃烧风量计算模块、燃烧风量分配模块，燃烧风量计算模块计算燃烧风量值，并将燃烧风量值发送到燃烧风量分配模块；燃烧风量分配模块接收燃烧风量值，计算并输出一次风量和二次风量以控制一次风门和二次风门的开度。通过本发明，可以自动调节进入锅炉的燃烧风量，同时保证锅炉燃烧风量不受进入炉膛燃料的种类、热值、水分差异的影响，实时与锅炉负荷及燃料量的燃烧风量需求一致，提高锅炉效率，减少燃料消耗，避免锅炉的高温腐蚀及锅炉烟气污染物排放超标。

技术领域

本发明涉及锅炉智能控制技术，更具体地，涉及生物质锅炉的燃烧风量控制系统及控制方法。

背景技术

锅炉是一种能量转换设备，将输入燃料中的化学能，经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽。燃烧是燃料与空气反应的化学反应过程，氧量的多少对化学反应速度影响较大，高温条件下有较高的化学反应速度，但若物理混合速度低，氧气浓度下降，可燃物得不到充足的氧气供应，结果燃烧速度也必然下降。适量的燃烧风供应，为燃料提供足够的氧气，它是燃烧反应的原始条件。燃烧风供应不足，可燃物得不到足够的氧气，也就不能够完全燃烧。但燃烧风量过大，又会导致炉温下降及排烟损失增大，以及厂用电消耗量增多。送入炉内的燃烧风量必须与送入炉内的燃料量的风量需求量相适应。

锅炉燃烧风量的大小与锅炉热效率的高低密切相关，总风量过大会使排烟热损失增加；风量过小，则会使煤粉燃烧不充分，烟气中CO含量、飞灰可燃物含量和炉渣可燃物含量增加，致使化学和机械未完全燃烧损失增加，总风量的大小也对主汽温产生影响，因此选取合理的入炉总风量，可使总的热损失最小，锅炉热效率达到最高。

在燃煤锅炉中，风量控制系统一般设计为串级控制系统，主调为氧量修正，副调为风/煤比。风量控制系统的设计构思是副调首先保持一定的风/煤比，再由主调的氧量修正做精确的细调，如图1所示。为了保证锅炉燃烧的安全性，在机组增、减负荷时，保证有充足的风量，保持一定的过量燃烧风，在整个燃烧过程中始终保持“总风量大于或等于总燃料量”，但负荷低于30％额定负荷时，为了能够保持锅炉的安全燃烧，燃烧风量保持为30％的最小风量θmin。

在生物质锅炉中，如图2所示，燃烧风从锅炉房顶部被吸入，经过送风机后，冷的燃烧风在空气预热器中被加热，加热后的燃烧风进入送风分配系统，燃烧风将被分成一次风、二次风两部分。一次风全部进入到位于水冷炉排下部风室，二次风在燃烧室的前后墙送入。一次风风量约占总空气量的30％，二次风风量占总空气量的70％，调节一、二次风量、燃料量，可以使锅炉负荷在40％～100％之间调节。

一次风进入炉底风室后再由炉排水冷壁上的小孔进入炉膛，为燃烧提供所需的氧。一次风量的调整，需根据底渣和飞灰含碳量、CO排放量来确定。

在炉膛下部布置有许多二次风口。二次风提供燃料燃烧所需要的充足氧气，二次风在此锅炉的燃烧中起到十分关键的作用，二次风搅拌炉膛内气体使之混合，使炉膛内烟气产生旋涡，延长悬浮的飞灰及飞灰可燃物在炉内的行程，使飞灰及飞灰可燃物进一步降低。它的合理使用可以使飞灰量减少，使飞灰可燃物降低。另外对悬浮可燃物供给部分空气，有利于提高锅炉热效率，有利于生物质锅炉的节能与环保。炉排及相关结构如图3所示。

燃烧所需要的燃烧风量由送风机送入炉膛，燃烧风量主要是通过调节送风机转速来实现的。而调节燃烧风量的目标就是保证炉膛中的风量能够满足燃料燃烧对燃烧风的需要量，在不同负荷下维持相应的氧量设定值。