[发明专利]锅炉生物质燃料精准控制方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质燃料发电技术领域，具体涉及一种生物质发电厂的锅炉控制方法。

背景技术

随着国家对新型能源大力推广，生物质燃料发电技术以其节能环保，将在国家新能源开发发展战略中占驻足轻重的作用。虽然目前分布式控制系统（简称DCS）在火力发电行业中已经成熟利用，燃煤机组和循环硫化床（烧劣质煤和煤矸石）机组的DCS燃料控制都十分的成熟可靠；而生物质燃料发电厂中燃料的DCS还没有成功的案例，纠其原因是生物质燃料随季节、时间、地域等因素引起的生物质燃料多样性和随天气、人为因素引起的燃料含水量变化造成的。由此带来了生物质发电锅炉其他自动控制系统也无法投入，只能依靠运行人员的在线实时操作。最终会造成由于燃料问题引起的锅炉主蒸汽超压、超温等若干问题，带来电厂负荷变化过大、设备损耗大、运行人员增加、燃料的无形浪费等问题，更严重的可能会带来突然跳机等危害电厂安全运行、运行人员安全的事故，造成发电厂经济效益上、运行人员安全上的重大损失，增加了生物质发电企业的运行成本。

目前，大多数火力发电厂使用的燃料控制系统控制流程图如附图1所示，在该流程图中：Y表示机组负荷及主蒸汽压力等被控量、N表示各种负荷指令、Mb表示静态设计燃料量、Db表示锅炉燃料指令、Rb表示负荷变化过程中锅炉燃料量前馈调整信号、△P表示主蒸汽压力的偏差、Rp表示主蒸汽偏差PID调节量；整个控制过程为：Db指令与锅炉总燃料量信号Ff在燃料量调节器PID中进行比较及运算，然后去控制各给料量和炉膛风量，从而使Ff跟随Db。图1中，总的燃料量Ff是由给料机测得的实际给料量Fc乘以燃料系数R，再加上经过热值折算后的轻油燃料量Fl。即：Fc=(Ff-F1)/R；

式中的R为手动设定值，用于异常情况下对机组控制系统的人工干预。它能直接改变系统的实际燃料量Fc，并对系统其它参数施加影响。因此它对整个控制系统的品质有着至关重要的作用。

例如，在R=1.0时，如果燃料的实际燃值比设计燃值高的时候，则相当于在多投入了燃料。此部分多余的热量就会通过主汽压力正偏差和超温表现出来，然后再由压力调节回路逐步消除偏差。而对于直吹式锅炉，压力调节回路的时间惯性较大，因而它是一种滞后的、波动的作用过程。而且在参数协调控制系统中，为了防止系统出现大幅振荡，一般在变负荷时将压力调节回路中的积分作用（I）设置的偏弱，调节器的作用主要为比例作用（P）。所以在大幅度变负荷过程的后期，主汽压力及主汽温度往往存在较长时间的、较大幅度的偏差。反之，如果燃料值为设计燃料值时，而R值设置不合理，则也会造成上述影响。

上述两种情况对机组的安全运行是不利的。在机组升至满负荷时，由于汽轮机发电机组负荷上限的限制，多余的热能会使主汽压进一步上升，可能会引起安全门动作，甚至跳机。主蒸汽超压的同时也会引起主蒸汽超温。当然也可以通过修正R的值来调整系统，但其方法同样是滞后、被动的。而且各运行人员对系数的调整幅度和时机的把握也是因人而异，因而存在着不确定性，降低了控制系统的稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对生物质燃料的多样性问题及现有火电厂燃烧控制系统无法适用的问题，提供一种适于生物质发电的锅炉生物质燃料精准控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

锅炉生物质燃料精准控制方法，其特征在于：利用锅炉生物质燃料控制DSC系统对生物质燃料的燃料量进行调节；所述的锅炉生物质燃料控制DSC系统主要包括前端配料模块，中端检测模块以及后端DCS系统；上料时，前端配料模块根据设定燃料配比取料并把测得的实际燃料量反馈到前端配料模块，前端配料模块根据此反馈信号和指令取料信号进行偏差计算，然后根据计算值修正取料速度和取料量以达到设定燃料配比；同时，前端配料模块将实时燃料配比传送至后端DCS系统；在燃料进入炉膛前，中端检测模块中分别检测燃料重量和含水量，后端DSC系统依据重量和含水量检测结果计算等效燃料热值和实际燃料量，并根据计算结果控制给料机的转速从而控制燃料量；燃料燃烧时，后端DSC系统通过比较实际给料量和指令给料量，结合锅炉运行参数调节各燃料供给量以及炉膛风量。

按上述技术方案，后端DCS系统进行燃料量调节的具体流程为：根据设定热值计算指令锅炉燃料量Db，将指令锅炉给料量Db与锅炉总燃料量Ff在燃料量调节器PID中进行比较，然后控制给料量和炉膛风量，使Ff跟随Db；

锅炉总燃料量Ff＝Fc×V+F1；

各参数为：锅炉实际给燃料量Fc、热值系数V、经过热值折算后的轻油燃料量Fl；