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CN111006239A - 前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法 - Google Patents

前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法 Download PDF

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CN111006239A
CN111006239A CN201911111953.4A CN201911111953A CN111006239A CN 111006239 A CN111006239 A CN 111006239A CN 201911111953 A CN201911111953 A CN 201911111953A CN 111006239 A CN111006239 A CN 111006239A
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CN
China
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temperature
hearth
flame center
boiler
flame
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Pending
Application number
CN201911111953.4A
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English (en)
Inventor
朱宪然
王然
叶翔
高春雨
杨磊
赵天亮
陈安合
焦开明
李建军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia Datang International Tuoketuo Power Generation Co Ltd
Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Inner Mongolia Datang International Tuoketuo Power Generation Co Ltd
Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/008—Flow control devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

本发明涉及一种前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，包括：获取屏式过热器底部、折焰角下部位置处炉膛横截面上整场的炉膛温度场分布；根据炉膛横截面整场的温度场分布，在炉膛宽度和炉膛深度上将将温度场分布进行网格化划分，形成炉膛温度数据矩阵，并提取每个网格中心点处的温度；基于入炉煤质灰熔点设置两级温度等级，其中，温度T1作为锅炉屏式受热面结渣风险严重提升的判据，温度T2数值低于温度T1；将每个网格中心点处的温度值与温度T1进行比较，基于比较结果调节炉膛火焰上下位置。本发明针对配置前后墙对冲且实行分级燃烧的煤粉锅炉的大型电站机组，基于炉膛温度场分布情况，实现了炉膛火焰中心上下位置的自动调整。

Description

前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法。
背景技术
对于大型电站煤粉锅炉来说，炉膛火焰中心的位置对锅炉性能影响较大。当炉膛火焰中心过低时，燃烧会过于集中从而导致NOx生成量超过当前国家和行业要求的超低排放标准；当炉膛火焰中心过高时，燃烧则会分级过于严重，导致煤粉燃尽差等经济性问题，更重要的是可能会引起过热器和再热器壁温超温、过热器和再热器受热面壁面结渣等安全性问题，严重时还会造成爆管、锅炉灭火等恶劣事件。
目前，炉膛火焰中心的调整主要依赖定性的人工经验，可通过就地看火、分析飞灰含碳量高低、观察锅炉运行参数等方式进行燃烧调整，从而粗略地控制火焰中心。这种方式对于过热器和再热器壁温超温、过热器和再热器受热面壁面结渣等问题的解决既不能做到实时调节与控制，也严重缺乏调节与控制的精度。再加上目前炉膛内高温在线测量手段的不足，多数锅炉都未能实时获取炉膛温度场分布，因此，需要针对大型电站煤粉锅炉炉膛火焰中心的精确实时自动调节方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，针对配置前后墙对冲且实行分级燃烧的煤粉锅炉的大型电站机组，基于炉膛温度场分布情况，实现炉膛火焰中心上下位置的自动调整。
本发明提供了一种前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，包括如下步骤：
步骤1，获取屏式过热器底部、折焰角下部位置处炉膛横截面上整场的炉膛温度场分布；
步骤2，根据炉膛横截面整场的温度场分布，在炉膛宽度和炉膛深度上将将温度场分布进行网格化划分，形成炉膛温度数据矩阵，并提取每个网格中心点处的温度；
步骤3，基于入炉煤质灰熔点设置两级温度等级，其中，温度T1作为锅炉屏式受热面结渣风险严重提升的判据，温度T2数值低于温度T1；
步骤4，将每个网格中心点处的温度值与温度T1进行比较，若温度值高于温度T1的网格数量大于30％，通过炉膛火焰中心自动调节模块控制，减小燃尽区的所有二次风门开度，并增大主燃烧区磨煤机投用层的二次风门开度，以使火焰中心下降；若温度值高于温度T2的网格数量小于30％，则将燃尽区与主燃烧区二次风门的开度恢复到之前的状态。
进一步地，步骤3中，所述温度T2的数值比温度T1低20℃。
进一步地，步骤4中，所述炉膛火焰中心自动调节模块设置于DCS中，用于通过自动控制进行锅炉二次风调节。
进一步地，步骤4中，所述炉膛火焰中心自动调节模块设有用于供运行人员进行实时手动微调的手动偏置模块。
进一步地，步骤4中，所述燃尽区的所有二次风门开度减少幅度为8％，所述主燃烧区磨煤机投用层的二次风门开度增大幅度为5％。
借由上述方案，通过前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，针对配置前后墙对冲且实行分级燃烧的煤粉锅炉的大型电站机组，基于炉膛温度场分布情况，实现了炉膛火焰中心上下位置的自动调整。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法的流程图；
图2是本发明锅炉炉膛侧视图及炉膛温度场横截面布置示意图；
图3是本发明炉膛横截面温度场分布网格化(100×100)划分示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，获取屏式过热器底部、折焰角下部位置处炉膛横截面上整场的炉膛温度场分布；
步骤S2，根据炉膛横截面整场的温度场分布，在炉膛宽度和炉膛深度上将将温度场分布进行网格化划分，形成炉膛温度数据矩阵，并提取每个网格中心点处的温度；
步骤S3，基于入炉煤质灰熔点设置两级温度等级，其中，温度T1作为锅炉屏式受热面结渣风险严重提升的判据，温度T2数值低于温度T1；
步骤S4，将每个网格中心点处的温度值与温度T1进行比较，若温度值高于温度T1的网格数量大于30％，通过炉膛火焰中心自动调节模块控制，减小燃尽区的所有二次风门开度，并增大主燃烧区磨煤机投用层的二次风门开度，以使火焰中心下降；若温度值高于温度T2的网格数量小于30％，则将燃尽区与主燃烧区二次风门的开度恢复到之前的状态。
本实施例提供的前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，针对配置前后墙对冲且实行分级燃烧的煤粉锅炉的大型电站机组，基于炉膛温度场分布情况，实现了炉膛火焰中心上下位置的自动调整。
在本实施例中，步骤S3中，温度T2的数值比温度T1低20℃。
在本实施例中，步骤S4中，炉膛火焰中心自动调节模块设置于DCS中，用于通过自动控制进行锅炉二次风调节。
在本实施例中，步骤S4中，炉膛火焰中心自动调节模块设有用于供运行人员进行实时手动微调的手动偏置模块。
在本实施例中，步骤S4中，燃尽区的所有二次风门开度减少幅度为8％，主燃烧区磨煤机投用层的二次风门开度增大幅度为5％。
下面对本发明作进一步详细说明。
本实施例锅炉配置的前后墙对冲旋流燃烧器包括5层和6层燃烧器布置方式，并在前后墙各布置包含2层或3层燃尽风喷口。
参图2、图3所示，超低排放条件下基于炉膛温度场分布的锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法包括：
1)在炉膛横截面上可获取整场的炉膛温度场分布，其应布置于屏式过热器底部、折焰角下部位置处，如图2所示；
2)根据炉膛横截面整场的温度场分布，将温度场分布进行网格化划分，在炉膛宽度和炉膛深度上都均匀分为100个网格，提取每个网格中心点处的温度，形成100×100的炉膛温度数据矩阵；
3)根据入炉煤质灰熔点(软化温度ST)的数值制定两级温度等级，其中将煤质灰熔点(软化温度ST)设置为温度T1，并作为锅炉屏式受热面结渣风险严重提升的判据，再设置温度T2、其数值比T1低20℃；
4)T1和T2的数值均可根据实际煤质变动情况及人工经验进行手动修改；
5)在DCS中组态设置炉膛火焰中心自动调节逻辑及功能模块，其投入后可自动进行锅炉二次风的调节，即当锅炉屏式受热面结渣风险严重提升时即自动减少燃尽区的二次风量即减小燃尽区的所有二次风门开度、增加主燃烧区磨煤机投用层的二次风量即开大主燃烧区磨煤机投用层的二次风门开度，实现火焰中心的下降；
6)当炉膛温度场分布横截面上100×100的炉膛温度点中，温度值高于T1的数量大于30％时，则启动炉膛火焰中心自动功能调节模块；
7)燃尽区的所有二次风门开度减少幅度为8％，同时主燃烧区磨煤机投用层的二次风门开度增大幅度为5％；
8)当炉膛温度场分布横截面上100×100的炉膛温度点中，温度值高于T2的数量小于30％时，则将燃尽区与主燃烧区二次风门的开度恢复到之前的状态；
9)在DCS中搭建炉膛火焰中心自动功能调节模块的投、退按钮，可随时将自动调节功能投入或退出；
10)在DCS中搭建炉膛火焰中心自动功能调节模块的手动偏置功能，可允许运行人员实时手动微调自动调节功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，获取屏式过热器底部、折焰角下部位置处炉膛横截面上整场的炉膛温度场分布；
步骤2，根据炉膛横截面整场的温度场分布，在炉膛宽度和炉膛深度上将将温度场分布进行网格化划分，形成炉膛温度数据矩阵，并提取每个网格中心点处的温度；
步骤3，基于入炉煤质灰熔点设置两级温度等级，其中，温度T1作为锅炉屏式受热面结渣风险严重提升的判据，温度T2数值低于温度T1；
步骤4，将每个网格中心点处的温度值与温度T1进行比较，若温度值高于温度T1的网格数量大于30％，通过炉膛火焰中心自动调节模块控制，减小燃尽区的所有二次风门开度，并增大主燃烧区磨煤机投用层的二次风门开度，以使火焰中心下降；若温度值高于温度T2的网格数量小于30％，则将燃尽区与主燃烧区二次风门的开度恢复到之前的状态。
2.根据权利要求1所述的前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，其特征在于，步骤3中，所述温度T2的数值比温度T1低20℃。
3.根据权利要求1所述的前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，其特征在于，步骤4中，所述炉膛火焰中心自动调节模块设置于DCS中，用于通过自动控制进行锅炉二次风调节。
4.根据权利要求3所述的前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，其特征在于，步骤4中，所述炉膛火焰中心自动调节模块设有用于供运行人员进行实时手动微调的手动偏置模块。
5.根据权利要求1所述的前后墙对冲煤粉锅炉炉膛火焰中心上下位置自动调整方法，其特征在于，步骤4中，所述燃尽区的所有二次风门开度减少幅度为8％，所述主燃烧区磨煤机投用层的二次风门开度增大幅度为5％。
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