[发明专利]一种用于液态排渣锅炉燃用高碱煤的优化控制系统及方法

说明书

本发明属于燃煤发电技术领域，公开了一种用于液态排渣锅炉燃用高碱煤的优化控制系统及方法，包括DCS控制系统及与液态排渣锅炉的燃烧室连接的监控系统和烟风燃烧系统；监控系统包括第一碱金属浓度探测器及若干第二碱金属浓度探测器，第一碱金属浓度探测器设置在液态排渣锅炉的辐射室上，若干第二碱金属浓度探测器沿火焰行程布置在燃烧室上；第一碱金属浓度探测器及若干第二碱金属浓度探测器均与DCS控制系统连接；烟风燃烧系统的高碱煤燃烧器、燃烧器热风调节门、分级风调节门和深度分级风调节门均与DCS控制系统连接。解决了传统燃用高碱煤时存在延时大、调控工作滞后严重等不利于高碱煤安全连续燃用的问题，防止锅炉堵渣和受热面严重结焦和沾污。

技术领域

本发明属于燃煤发电技术领域，涉及一种用于液态排渣锅炉燃用高碱煤的优化控制系统及方法。

背景技术

高碱煤中碱金属含量高达4％以上，直接燃用可能造成炉内大量结焦、受热面和尾部烟道等设备沾污等危害锅炉运行安全的严重问题。常规煤粉固态排渣锅炉，难以实现纯燃高碱煤的目标，液态排渣锅炉具有液态排渣的优势，能够实现在炉内的液态流渣中对碱金属的大量捕集，使得烟气中碱金属的浓度控制在锅炉相关设备安全运行允许的范围以内。

当前液态排渣锅炉的燃烧及监测系统主要是针对燃用其设计的低碱煤种进行选型设计，在燃用高碱煤条件下，缺乏有效的监测手段和调控措施，难以避免液态排渣锅炉在燃用高碱煤条件下，出现因为高碱煤碱金属逃逸率过高引发的结渣和受热面严重沾污等影响锅炉安全连续稳定运行的问题。

传统燃用高碱煤锅炉主要依靠现场高碱煤结渣、沾污和堵灰情况的观察结果，进行掺烧高碱煤的燃烧优化调整工作，存在延时大、调控工作严重滞后等不利于高碱煤安全连续燃用的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，燃用高碱煤锅炉主要依靠现场高碱煤结渣和堵灰情况进行掺烧高碱煤的燃烧优化调整工作，存在延时大、调控工作严重滞后等不利于高碱煤安全连续燃用的缺点，提供一种用于液态排渣锅炉燃用高碱煤的优化控制系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明一方面，一种用于液态排渣锅炉燃用高碱煤的优化控制系统，包括DCS控制系统及与液态排渣锅炉的燃烧室连接的监控系统和烟风燃烧系统；监控系统包括第一碱金属浓度探测器及若干第二碱金属浓度探测器，第一碱金属浓度探测器设置在液态排渣锅炉的辐射室上，若干第二碱金属浓度探测器沿火焰行程布置在燃烧室上；第一碱金属浓度探测器及若干第二碱金属浓度探测器均与DCS控制系统连接；烟风燃烧系统的高碱煤燃烧器、燃烧器热风调节门、分级风调节门和深度分级风调节门均与DCS控制系统连接；DCS控制系统用于接收第一碱金属浓度探测器及若干第二碱金属浓度探测器探测的碱金属浓度信号，根据碱金属浓度信号生成燃烧器热风调节门、分级风调节门、深度分级风调节门及高碱煤燃烧器的控制信号。

本发明用于液态排渣锅炉燃用高碱煤的优化控制系统进一步的改进在于：

所述烟风燃烧系统包括热风管路、热风箱、煤粉管道、高碱煤燃烧器、燃烧器热风调节门、分级风调节门和深度分级风调节门；热风管路一端连接热风箱，另一端上设置第一支路、第二支路和第三支路，高碱煤燃烧器与燃烧室连接且设置第一支路上，第二支路上设置与燃烧室连接的分级风喷口，第三支路上设置与燃烧室连接的深度分级风喷口，煤粉管道与高碱煤燃烧器连接；高碱煤燃烧器、分级风喷口及深度分级风喷口在燃烧室上自上而下设置；燃烧器热风调节门、分级风调节门和深度分级风调节门分别设置在第一支路、第二支路和第三支路上。

所述第二碱金属浓度探测器设置有三个，分别位于高碱煤燃烧器与分级风喷口之间、分级风喷口与深度分级风喷口之间以及燃烧室底部。