[发明专利]锅炉偏烧在线调整系统及方法

说明书

本公开提供了一种锅炉偏烧在线调整系统及方法。锅炉偏烧在线调整系统包括：锅炉本体，包括沿炉膛高度方向分层设置于炉膛上的多个旋流燃烧器；二次风配风装置，包括风门机构，风门机构包括风箱风门和燃烧器风门；温度场监测装置，被配置为在线监测炉膛横截面的温度场数据；分散控制系统，被配置为在线监测锅炉的运行数据和各个风门的开度，以及控制风门机构；和偏烧调整装置，被配置为根据实时状态下温度特征参数与设定值的偏差，利用预测模型生成用于闭环控制每个风箱风门的开度的第一控制指令和用于定义二次风修正系数的第二控制指令，使温度特征参数处于设定范围。本公开可以优化炉膛宽度方向和深度方向上二次风的配风方式，改善偏烧现象。

技术领域

本公开涉及电站锅炉优化控制技术领域，特别涉及一种锅炉偏烧在线调整系统及方法。

背景技术

旋流燃烧锅炉燃烧场不均匀带来的结焦、过热器和再热器热偏差、燃烧效率降低、氮氧化物(NOx)排放量高等问题，对燃煤发电机组而言是具有普遍性的，也是实际生产极为关注的问题。

从目前旋流燃烧锅炉常见燃烧问题来看，如果不考虑煤质因素，燃烧效率问题很多情况下与燃烧不均匀有关。燃烧不均匀直接影响锅炉内空气动力场及温度场，导致炉膛火焰偏斜，局部区域热负荷过高。锅炉内有的位置煤粉浓度较高、煤粉缺氧燃烧，有的位置煤粉浓度较低、煤粉富氧燃烧。煤粉缺氧燃烧的区域产生还原性气氛，使煤的灰熔点降低而加剧结焦，结焦会造成锅炉整体烟气温度上升，排烟热损失增大。而如果局部缺氧燃烧在后续炉膛停留时间内没有得到补充，也会造成飞灰含碳量升高。上述因素都会导致锅炉效率降低。

一些电厂已经在温度场测量等方面投入资金购买并安装相关设备，但由于缺乏对上述设备测量信息的分析和控制策略整合，使得真正意义上的偏烧在线自动调整难以实现。

发明内容

本公开的目的在于提供一种锅炉偏烧在线调整系统及方法，以优化炉膛宽度方向和深度方向上二次风的配风方式。

本公开的第一方面提供一种锅炉偏烧在线调整系统，包括：

锅炉本体，包括炉膛和沿所述炉膛高度方向分层设置于所述炉膛上的多个燃烧器，所述燃烧器为旋流燃烧器，所述燃烧器按照对冲燃烧形式布置；

二次风配风装置，被配置为向所述炉膛提供二次风，所述二次风配风装置包括用于控制二次风配风量的风门机构，所述风门机构包括多个沿所述炉膛的高度方向分层设置的风门，所述多个风门包括用于控制每层所述燃烧器的配风量的风箱风门和用于控制每个所述燃烧器的配风量的燃烧器风门；

温度场监测装置，与所述锅炉本体耦接，被配置为在线监测所述炉膛横截面的温度场数据；

分散控制系统，与所述锅炉本体和所述二次风配风装置耦接，被配置为在线监测锅炉的运行数据和各个所述风门的开度，以及控制所述风门机构；和

偏烧调整装置，与所述二次风配风装置、所述温度场监测装置和所述分散控制系统耦接，被配置为根据所述温度场数据获取用于表征所述横截面上温度场的分布情况的温度特征参数，并根据实时状态下所述温度特征参数与所述设定值的偏差，利用所述预测模型生成用于闭环控制每个所述风箱风门的开度的第一控制指令和用于定义二次风修正系数的第二控制指令，使所述温度特征参数处于所述设定范围，所述二次风修正系数用于调整每个所述燃烧器风门的开度以改变所述横截面上温度场的分布。

根据本公开的一些实施例，所述偏烧调整装置被配置为辨识以所述温度特征参数为输入参数、所述运行数据为前馈参数、每个所述风箱风门的开度和所述二次风修正系数为输出参数的所述预测模型。

根据本公开的一些实施例，所述横截面包括M行N列的温度测量区块，所述温度特征参数包括第一温度特征参数X和第二温度特征参数Y，所述第一温度特征参数X和所述第二温度特征参数Y分别用于表征所述横截面的温度场沿所述炉膛宽度方向和沿所述炉膛深度方向的分布情况，所述第一温度特征参数X和所述第二温度特征参数Y满足如下关系：