[发明专利]锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统及其优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种火力发电厂的锅炉控制方法，尤其是涉及一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统及其优化方法，属于电力及动力工程技术领域。

背景技术

火电机组装机容量的快速增长造成燃煤资源的相对短缺，电厂煤源复杂，煤质变化较大，威胁锅炉运行的安全性和经济性。基于此原因，采用分层燃烧这一灵活简便的配煤技术可增强煤质和炉型之间的耦合。分层燃烧是根据燃烧机理在不同层燃烧器配置不同煤质以适应锅炉燃烧特性。

锅炉运行的优化工况一般通过燃烧调整试验获得，并用于指导电厂日常运行，但在试验中要求煤质和负荷稳定，这大大制约了试验的指导意义。在分层燃烧中，不同的来煤品质和不同的负荷均对应着不同的分层方式，亦对应着各自的优化运行工况，这无法通过燃烧调整试验来穷尽。

在锅炉分层燃烧方式下，目前没有一种较好的方式来获取优化运行工况，使锅炉保持良好的运行安全性，提高运行经济性，降低污染物排放浓度和总量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一种新型煤粉分层燃烧在线优化系统及其优化方法，采用该方法后可以针对不同的煤质分层燃烧工况进行实时优化，使锅炉保持在安全、高效、低污染的燃烧方式。

为解决上述技术问题，本发明提供一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，包括气体采样系统、数据处理系统，所述气体采样系统包括烟气取样探头和烟气成分连续监测系统，其特征在于：所述烟气取样探头包括位于A空预器出口的第一烟气取样探头、位于B空预器出口的第二烟气取样探头和位于炉膛的第三烟气取样探头，所述数据处理系统包括与烟气成分连续监测系统相连接的设置分层燃烧在线优化计算模型的工控机，所述工控机和发电机组DCS数据经数据采集器相连接。

前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化控制系统，所述烟气成分连续监测系统包括：分别与第一烟气取样探头、第二烟气取样探头、第三烟气取样探头相连接的A空预器烟气取样切断阀、B空预器烟气取样切断阀及炉膛烟气取样切断阀，所述A空预器烟气取样切断阀和B空预器烟气取样切断阀的出口管相合并接入样气切换电磁阀，炉膛烟气取样切断阀的出口管接入样气切换电磁阀的另一进口端，所述样气切换电磁阀的出口依次连接快速冷凝器、样气采样泵、标定/采样三通电磁阀、0.1μm陶瓷过滤器、样气调节针阀及流量计、四通道O₂/CO/NO/CO₂烟气分析仪表，所述烟气分析仪表与工控机相连接，压缩空气切换三通电磁阀分别与A空预器烟气取样切断阀、B空预器烟气取样切断阀及炉膛烟气取样切断阀的进口管相连通，PLC控制器分别通过控制线与的A空预器烟气取样切断阀、B空预器烟气取样切断阀、炉膛烟气取样切断阀、样气切换电磁阀、压缩空气切换三通电磁阀、标定/采样三通电磁阀、0.1μm陶瓷过滤器相连。

本发明同时提供一种锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在锅炉A、B空预器出口各开一个烟气取样孔，在炉膛高温区域水冷壁鳍片上开烟气取样孔，安装烟气成分连续监测系统，监测O₂、CO、CO₂、NO等气体浓度；

2)利用数据采集软件从烟气分析仪表和电厂实时数据库中取运行监测数据，采样频率从1秒至10分钟调节；

3)以CO、O₂、CO₂、NO气体浓度和实时运行参数为样本，应用支持向量机建立分层燃烧优化模型，实时推荐优化运行参数并自动校正模型；

4)运行人员依据优化运行参数进行工况调整，在不同的煤粉分层燃烧方式下均保持优化工况运行，提高锅炉运行安全性、经济性和环保效益。

前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于：在所述步骤1)中，具体包括下述步骤：

(a)在锅炉A、B空预器出口各开一个φ100mm烟气取样孔；

(b)将第一烟气取样探头和第二烟气取样探头安装在取样孔上；

(c)将空预器烟气电伴热管分别与第一烟气取样探头、第二烟气取样探头以及样气切换电磁阀连接；

(d)在炉膛高温区域水冷壁鳍片上开φ8mm取样孔；

(e)将烟气取样探管焊接在取样孔周的鳍片上；

(f)将炉第三气取样探头固定支撑在锅炉平台上；

(g)将炉膛烟气电伴热管与第三烟气取样探头以及样气切换电磁阀连接；

(h)安装烟气成分连续监测系统。

前述的锅炉煤粉分层燃烧在线优化方法，其特征在于，在所述步骤2)中，包括以下步骤：