[发明专利]基于锅炉负荷及火焰中心点坐标量化的燃尽风控制方法

说明书

本发明属于燃烧方法技术领域，尤其涉及一种基于锅炉负荷及火焰中心点坐标量化的燃尽风控制方法。通过水冷壁的实时壁温对锅炉当前的火焰中心高度进行计算，得到量化数值结果；通过建立火焰中心高度、燃尽风平均开度和炉膛出口氮氧化物含量的多变量预测模型，将模型输出的结果作为燃尽风的补偿量，叠加锅炉负荷对应燃尽风的平均阀门开度粗调指令，得到最终的燃尽风平均阀门开度指令。本发明解决现有方法中锅炉火焰中心高度计算方法繁琐、耗时长、结构复杂、成本高的问题；控制技术方面，锅炉的燃尽风调整仍然需要手动干预的问题。

技术领域

本发明属于燃烧方法技术领域，尤其涉及一种基于锅炉负荷及火焰中心点坐标量化的燃尽风控制方法。

背景技术

随着不可再生能源需求的增长和可供能源的进一步消耗，国家制定了“节能减排”的政策，对于火电机组来说，“省煤”和“环保”这两个问题实际上都可以归结为一个问题，即如何在不改变机组原有设备的基础上，改善机组运行，延长机组使用寿命。目前，电网一般都是实现AGC经济调度，以节约能源，但是AGC调度只是从“分配”的角度去解决这一问题，而这个问题的关键仍然在每一个运行的电厂个体，现有的AGC调节，主要都是建立在协调的基础上来进行，而协调解决的问题主要是让机组能够快速响应电网的需求，随着对燃煤锅炉氮氧化物排放要求的提高，低氮燃烧器、空气分级和燃料分级等低氮燃烧技术得到越来越多的应用，在锅炉的低氮改造中，燃尽风的布置方式、配风量等因素都会对氮氧化物的排放有着至关重要的影响，选择不当不仅会影响氮氧化物的排放难以达标，同时还可能引起蒸汽参数降低、飞灰和灰渣含碳量上升、受热面结焦等问题，会严重影响锅炉的经济环保运行。对于燃尽风的布置，一旦固定位置很难再去进行调整，因此目前针对燃烧过程的调整，主要是在燃尽风配风量这个部分进行动态实时调整，而目前调整的方式主要依赖于工程技术人员的经验，根据氮氧化物的排放量进行“感觉”上的调节，当氮氧化物下降时，减少燃尽风的开度；当氮氧化物上升时，增加燃尽风的开度，尽量保证氮氧化物的排放处在一个合适的范围内。这种调节方式属于一种比较粗犷的调节方式，并没有充分挖掘负荷、工况、配风和氮氧化物排放的深度联系，氮氧化物排放的影响因素是多样化的，但炉膛火焰中心高度的变化是作为一个非常重要的影响因素而存在的，目前的炉膛火焰中心高度是非量化的，这就很难建立起炉膛火焰中心高度和氮氧化物排放之间的一个明确的对应关系，这也是以往传统燃烧调节领域里面一直无法很好解决的问题。另外由于前面的火焰中心高度无法量化的问题，后面的选用合适的预测算法进行控制优化也就变得无从谈起。

综上，如何将火焰中心高度通过实时检测的数据进行推算并与氮氧化物建立起完整的模型关系对于锅炉的低氮排放是非常有价值的。

发明内容

本发明是要解决现有方法中锅炉火焰中心高度计算方法繁琐、耗时长、结构复杂、成本高的问题以及控制技术方面，锅炉的燃尽风调整仍然需要手动干预的问题，进而提供了基于锅炉负荷及火焰中心点坐标量化的燃尽风控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的方案为：

基于锅炉负荷及火焰中心点坐标量化的燃尽风控制方法，它按以下步骤实现：

(1)通过水冷壁壁温的实时检测数值完成火焰中心高度的量化计算；

(2)建立火焰中心高度、燃尽风平均开度和炉膛出口氮氧化物含量的多变量预测模型；

(3)计算主蒸汽热焓值，通过和额定蒸汽焓值的换算得到当前的锅炉负荷百分比，通过线性函数折算，得到锅炉负荷对应燃尽风的平均阀门开度粗调指令，该指令再叠加上步骤(1)和(2)计算出的燃尽风开度的修正量，得到最终的燃尽风平均阀门开度指令。

进一步地，步骤(1)通过分散控制系统，实现锅炉壁温定时检测和结果输出火焰中心高度量化值，具体步骤如下：

①通过电厂在锅炉炉膛水冷壁上布置的温度传感器进行实时采样，通过分散控制系统的模拟量采集卡完成数据的实时采集；