[发明专利]塔式炉空气分级燃烧方式下的低氮燃烧自动控制方法

摘要

本发明涉及塔式炉空气分级燃烧方式下的低氮燃烧自动控制方法，包括以下步骤：S1、建立下层主燃烧区域过量空气系数α_下模型，只需引入各磨煤机的给煤量、机组负荷即可快捷准确地计算模拟α_下；S2、针对部分典型燃烧工况，进行α_下的特性试验，检测相关参数的变化，综合考虑锅炉系统的安全性、经济性、环保性确定最优化的α_下控制要求；S3、根据经BTU系数修正后的给煤量控制各二次风挡板开度，以将α_下控制在S2得出的控制要求范围内。本发明能够精确控制α_下，通过二次风挡板自动控制，在机组正常调节负荷范围之内，不同工况下，不同煤种下，都能够控制α_下在合理范围以内；从而避免产生因α_下异常偏大或者偏小造成的燃烧异常问题。

主权项

1.塔式炉空气分级燃烧方式下的低氮燃烧自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立下层主燃烧区域过量空气系数α下模型:S11、计算总一次风量：总一次风量＝各磨煤机的一次风量+各磨煤机的密封风量；所述各磨煤机的一次风量由一次风量自动控制系统控制，其接受该磨给煤量对应的函数指令控制，各磨煤机的一次风量＝f(给煤量)，经过模拟得到各磨煤机的一次风量与给煤量的函数表达式；所述磨煤机密封风由密封风机提供，不同工况下基本恒定不变；S12、计算锅炉氧量：锅炉氧量由氧量自动控制系统控制，其接受机组负荷对应的函数指令控制，自动控制锅炉氧量为设定值，锅炉氧量＝f(机组负荷)，经过模拟得到锅炉氧量与机组负荷的函数表达式；S13、计算入炉煤发热量与修正耗煤量，当机组负荷与锅炉实际耗煤量之间存在偏差时，入炉煤发热量自动修正系统(简称BTU)将自动计算入炉煤发热量；用于BTU系统修正的煤种为机组的常用煤种，简称该机组的“修正煤”，修正耗煤量＝f(机组负荷)，通过模拟得到修正耗煤量与机组负荷的函数表达式；BTU修正系数为“修正耗煤量”与“实际耗煤量”之商；则入炉煤的发热量＝修正煤的发热量/BTU修正系数；S14、计算锅炉理论干空气质量V0，锅炉运行时，锅炉理论干空气质量V0为“修正耗煤量”与“理论干空气质量系数”的乘积；所述理论干空气质量系数＝f(入炉煤发热量)，经过模拟得到理论干空气质量系数与入炉煤发热量的函数表达式；S15、计算锅炉总二次风量，锅炉总二次风量为＝锅炉总风量V‑总一次风量‑炉膛漏风量；其中锅炉总风量V为锅炉理论干空气质量V0与过量空气系数α的乘积，过量空气系数α＝f(锅炉氧量)；总一次风量由步骤S11得到；炉膛漏风量是指在锅炉正常运行时，通过不严密处漏入炉膛的外界风量，其在不同工况下，基本一致；S16、计算单个二次风挡板对应的二次风量；单个二次风挡板对应的二次风量＝(单个二次风挡板对应的二次风量分配比例)×(锅炉总二次风量)，所述锅炉总二次风量由步骤S15得到；单个二次风挡板对应的二次风量分配比例＝(单个二次风挡板对应的二次风量分配系数)/(各二次风挡板对应的二次风量分配系数总和)；单个二次风挡板对应的二次风量分配系数＝(单个二次风挡板线性的风量系数)×(单个二次风挡板面积的风量系数)×(单个二次风挡板高度差的风量系数)；单个二次风挡板线性的风量系数＝f(二次风挡板开度)，经模拟可得单个二次风挡板线性的风量系数与二次风挡板开度的函数表达式；单个二次风挡板面积的风量系数通过单个二次风挡板开度与风量的就地测量试验，计算模拟出单个二次风挡板100％开度时，对应单个二次风挡板不同风量的分配系数，即为单个二次风挡板面积的风量系数；单个二次风挡板高度差的风量系数，根据单个二次风挡板实际高度位置及锅炉实际运行情况，计算模拟出不同高度的单个二次风挡板风量的分配系数，即为单个二次风挡板高度差的风量系数；S17、计算得到α下，α下＝(下层主燃烧区域的风量)/(锅炉理论干空气质量V0)；所述下层主燃烧区域的风量＝(炉膛漏风量)+(总一次风量)+(下层主燃烧区域各二次风挡板对应的二次风量)；所述炉膛漏风量在不同工况下，基本一致；所述总一次风量通过步骤S11计算得到；所述下层主燃烧区域各二次风挡板对应的二次风量＝(CCOFAⅡ～Ⅰ二次风量总和)+(F～A层二次风量总和)；其中各层的二次风量总和为各层单个二次风挡板对应的二次风量之和；单个二次风挡板对应二次风量由步骤S16计算得到，其中，CCOFAⅡ和CCOFAⅠ分别为中层燃烧区域的两层紧凑燃尽风，下层主燃烧区域中，F磨对应的预置水平偏角的辅助风喷嘴，即F上，F磨对应的燃油辅助风喷嘴，即F中，F磨对应的下部的煤粉喷嘴及其周界风，即F周，周界风包括上部及下部周界风，该下部周界风挡板与上部周界风挡板公用一个执行控制机构，F磨对应的底层二次风喷嘴，即F下，由上至下，从E磨至B磨的各层二次风挡板，与F层类似，不一一叙述；A磨对应的预置水平偏角的辅助风喷嘴，即A上，A磨对应的上部的煤粉喷嘴及其周界风，即A周，A磨对应的燃油辅助风喷嘴，即A中，A磨对应的下部的煤粉喷嘴及其周界风，即A周，A磨对应的底层二次风喷嘴，即A下；S2、针对部分典型燃烧工况，进行α下的特性试验，检测相关参数的变化，对锅炉系统经济性进行定量计算分析研究，对锅炉系统安全性进行定性分析，从而确定在机组正常运行负荷下的最优α下控制范围；S3、构架燃烧自动调整控制系统：S31、构架上层燃尽区域二次风挡板的自动控制方法：在50％‑100％负荷之间时，将上层燃尽区域二次风挡板开度保持全开位置，通过调整其他下层主燃烧区域的二次风挡板，精确控制α下的数值；在50％负荷以下时，炉膛热负荷逐渐下降，炉膛内火焰充满度较低，下层主燃烧区域的着火稳定性及煤粉燃烧效率逐渐变差，需要适当提高α下，适当调小上层燃尽区域二次风挡板开度；S32、构架下层主燃烧区域二次风挡板自动控制方法：根据经BTU系数修正后的给煤量控制下层主燃烧区域各二次风挡板开度，以将α下控制在S2得出的控制范围内；S4、通过对α下进行计算模拟，对各种不同燃烧工况进行验证比较，对不满足α下控制范围的工况重新进行燃烧自动调整控制系统的优化调整。