[发明专利]分级分布式锅炉风粉在线控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及中间储仓式燃煤发电机组锅炉风粉在线监测系统，尤其是涉及分级分布式锅炉风粉在线控制方法。

背景技术

锅炉风粉在线监测系统已在国内发电厂中应用多年，但由于锅炉运行中需要与其他系统协调一致的配合及给粉机性能的不稳定，使得锅炉运行中存在各个燃烧器的一、二次风比例和过量空气偏离正常范围，导致不完全燃烧，锅炉效率降低，严重时着火后延，燃烧不稳。当煤粉量过多时，又导致管道阻力大，风量减少而发生煤粉沉积，危及安全运行。此外煤粉偏多的燃烧器附近将形成不足的还原性气氛区，使灰的融化温度降低，从而引起局部结渣。

目前中间储仓式燃煤发电机组锅炉风粉在线监测系统，司炉可根据锅炉风粉在线监测所显示的数据进行操作，即采用各燃烧器煤粉浓度(代替给粉量)为反馈量，实现各燃烧器煤粉浓度的手动闭环控制和主蒸汽压力的手动闭环控制；该系统虽然可以保证各燃烧器煤粉浓度基本相等，但仅能满足负荷在稳定工况条件下主蒸汽压力的稳定；由于实际运行中锅炉负荷是在不断的变化以适应电网要求，因此该锅炉风粉在线监测系统不能满足现场需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分级分布式控制模型。在不改变原协调控制系统的特性情况下，实现每层一次风管内煤粉浓度和风速的均衡控制，即煤粉浓度相同、风速相同。在给粉机启停过程中，对协调系统无扰动。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的分级分布式锅炉风粉在线控制方法，模仿司炉对给粉机的调节过程，在保证主风管给煤粉量和锅炉炉膛内每一层风管内一次风、二次风的总风速一定的条件下，对锅炉炉膛内各燃烧器的煤粉浓度和每层风管一次风、二次风的风速分别进行均衡闭环控制；

所述各燃烧器煤粉浓度均衡闭环控制：既控制位于同一层各风管内一次风的给粉浓度相等，也在给粉机转速总量不变的前提下，调节各给粉机转速实现同一层各风管内煤粉浓度均衡；

所述每层风管一次风风速、二次风风速均衡闭环控制：即在保证每层各风管内煤粉浓度相等的条件下，使每层各风管内的一次风速、二次风速相等。

所述锅炉炉膛内的风管层数自下而上为四层或多层；当为四层风管时，对位于第三/四层风管的给粉机进行自动启/停控制：即根据负荷升/降、主汽管道压力的高低、下层给粉机的转速和启停间隔时间的不同工况，控制第三/四层风管的给粉机自动启/停；当机组正在升负荷、下层给粉机转速大于400转/分时，开始按间隔20秒时间启动上层给粉机；当机组正在降负荷、下层给粉机转速小于350转/分时，开始按间隔90秒时间启动停层给粉机。

本发明由于采取通过对主闭环回路与多个辅助闭环回路进行分级控制相结合方式，因此既实现了协调回路的控制目标，同时又实现了煤粉浓度均衡的控制目标。主回路对总变量进行控制，即对总给煤粉量、每层风管总一次风速、总二次风速进行控制；辅助回路实现均衡控制，即控制每层风管内的煤粉浓度相等、每层风管的一次风速相等、二次风速相等。因此不但实现了完全与机炉协调控制系统、主蒸汽压力控制系统兼容，而且使各有关控制系统更加稳定。其优点具体体现在：

1、用于中储式燃煤发电机组DCS燃烧控制系统，实现了风粉系统的闭环控制，在50％以上负荷调整过程中实现了全程自动化。

2、具备煤粉浓度、一次风速、二次风速均衡控制和给粉机自动启停，抗干扰能力强，显著提高了锅炉燃烧的安全性、稳定性和经济性。

3、对于220MW机组，负荷在100～220MW荷区间内，无需人工的操作，并实现如下目标：

煤粉均衡控制指标同层风管煤粉浓度偏差动态达到不大于±0.05Kg/Kg，稳态达到不大于±0.03Kg/Kg；

一次风风速控制指标：同层风管一次风速偏差动态达到不大于±2米/秒，稳态达到不大于±1.5米/秒；

二次风风速控制指标：同层风管二次风速偏差动态达到不大于±3米/秒，稳态达到不大于±2米/秒。

第三/四层给粉机(上层给粉机)自动启动后，能够自动投入锅炉风粉在线控制系统。

附图说明

图1是本发明的机炉协调控制部分系统原理图。

图2是本发明的给粉控制部分系统原理图。

图3是本发明的一次风控制部分系统原理图。

图4是本发明的煤粉浓度设定值产生回路原理图。

图5是本发明的煤粉浓度均衡控制回路原理图。

图6是本发明的一次风速均衡控制回路原理图。

图7是本发明的二次风速均衡控制回路原理图。