自动调节前后墙对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁烟气成分的装置和方法

摘要

本发明公开了一种自动调节前后墙对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁烟气成分的装置，包括烟气在线分析装置、烟气连续监测系统，还包括热风添加装置和数据处理分析控制系统，所述烟气在线分析装置和烟气连续监测系统的数据输出端通过数据采集通道与数据处理分析控制系统的信号输入端连接，数据处理分析控制系统的信号输出端与热风添加装置的信号控制端连接，热风添加装置设置在水冷壁上，其出风口对准水冷壁。本发明能够实时快速地消除还原性气氛，抑制H2S的生成，使水冷壁的管材不会因为高温还原性硫腐蚀而更换，既节约了更换费用，又保证了锅炉能够安全、经济地运行。

说明书

技术领域

本发明属于前后墙对冲燃烧锅炉领域，尤其涉及一种能自动调节前后墙对冲燃烧锅炉水冷壁烟气成分的方法。

背景技术

前后墙对冲燃烧锅炉的前后墙对冲燃烧的特点导致火焰冲刷锅炉侧墙水冷壁，大量未燃尽的煤粉在此处燃烧，形成强烈的还原性气氛：高CO浓度、低O₂浓度。若燃用煤中的含硫量偏高，在还原性气氛的作用下，硫易生成腐蚀性很强的H₂S，形成所谓的高温还原性硫腐蚀，从而对水冷壁管材产生不利影响。而目前脱硫系统处的烟气连续监测系统只能起到监测脱硫系统入口烟气成分，无法直接监测水冷壁处的烟气成分，并没有自动控制烟气成分的功能，当水冷壁管减薄严重就需要大面积换管，因此造成锅炉的运行时间短，严重影响锅炉安全、经济地运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种能自动调节前后墙对冲燃烧锅炉水冷壁烟气成分的装置和方法，使锅炉侧墙水冷壁不被腐蚀，从而使锅炉安全、经济地运行。

本发明采用下述技术方案：一种自动调节前后墙对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁烟气成分的装置，包括烟气在线分析装置、烟气连续监测系统，还包括热风添加装置和数据处理分析控制系统，所述烟气在线分析装置和烟气连续监测系统的数据输出端通过数据采集通道与数据处理分析控制系统的信号输入端连接，数据处理分析控制系统的信号输出端与热风添加装置的信号控制端连接，热风添加装置设置在水冷壁上，其出风口对准水冷壁。

数据处理分析控制系统的信号输入端还通过数据采集通道与机组运行控制系统的数据输出端连接。

一种自动调节前后墙对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁烟气成分的方法，包括以下步骤：（1）、所述的数据处理分析控制系统通过数据采集通道收集机组运行控制系统、烟气在线分析装置和烟气连续监测系统的运行参数；（2）、数据处理分析控制系统将接收到的参数进行筛选，筛选出需要进行判断的参数；（3）、数据处理分析控制系统对筛选的参数进行判断，从而输出控制信号给热风添加装置的阀门，控制其阀门开度来调节烟气成分。

所述的步骤（2）中需要进行判断的参数为：烟气在线分析装置中的O₂、CO₂、H₂S含量、烟气连续监测系统参数中的SO₂含量、机组运行控制系统的参数中炉膛出口氧量；步骤（3）中的判断条件为：（a）、若烟气在线分析装置的烟气成分中O₂+CO₂<17%（体积百分比），且H₂S≥0.01%（体积百分比）或烟气连续监测系统的参数中SO₂≥3000mg/Nm³或机组运行控制系统的参数中炉膛出口氧量<1.5%（体积百分比），则数据处理分析控制系统输出信号使热风添加装置的阀门调至最大；（b）、若烟气在线分析装置的烟气成分中O₂+CO₂≥19%（体积百分比），且持续时间超过3分钟，则数据处理分析控制系统输出信号使热风添加装置的阀门调至最小；（c）、若烟气在线分析装置的烟气成分中：17%≤O₂+CO₂<19%，（体积百分比），此时则数据处理分析控制系统输出信号使热风添加装置的阀门调至适应开度，改变水冷壁位置的烟气成分。

本发明能够实时收集前后墙对冲燃烧锅炉水冷壁烟气成分、机组运行参数和烟气连续监测系统运行参数，然后进行参数分析，再自动控制热风添加装置来改变锅炉侧墙水冷壁的烟气成分，能够实时快速地消除还原性气氛，抑制H₂S的生成，使水冷壁的管材不会因为高温还原性硫腐蚀而更换，既节约了更换费用，又保证了锅炉能够安全、经济地运行。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明自动调节前后墙对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁烟气成分的装置包括烟气在线分析装置、烟气连续监测系统、热风添加装置和数据处理分析控制系统，烟气在线分析装置安装在侧墙水冷壁上，用来检测烟气成分，烟气连续监测系统安装在脱硫系统的入口处，对脱硫系统入口处烟气进行监测，烟气在线分析装置和烟气连续监测系统的数据输出端通过数据采集通道与数据处理分析控制系统的信号输入端连接，数据处理分析控制系统的信号输入端还通过数据采集通道与机组运行控制系统连接；数据处理分析控制系统的信号输出端与热风添加装置的信号控制端连接，其中数据处理分析控制系统采用单片机或计算机，热风添加装置为成熟技术，其设置在水冷壁外，出风口对准水冷壁，调节其阀门开度可控制其输出的热风量。

利用上述装置进行自动调节前后墙对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁烟气成分的方法包括以下步骤：（1）、利用安装在侧墙水冷壁上的烟气在线分析装置测试烟气成分，如O₂、CO₂、CO、H₂S；同时通过机组运行控制系统收集机组运行参数，如机组负荷、炉膛出口氧量、总燃料量、制粉系统投运方式、给煤量、二次风配风方式、二次风分风量、二次风分风门挡板开度；还收集烟气连续监测系统运行参数，如脱硫系统入口SO₂排放浓度、烟气含氧量、总烟气量，将上述数据通过数据采集通道输送至数据处理分析控制系统；（2）、将收集到的侧墙水冷壁烟气成分、机组运行参数和烟气连续监测系统运行参数进行筛选，筛选出需要进行判断的参数：即烟气在线分析装置中的O₂、CO₂、H₂S含量、烟气连续监测系统参数中的SO₂含量、机组运行控制系统参数中的炉膛出口氧量；（3）对这些参数进行如下判断处理：（a）、若烟气在线分析装置的烟气成分中O₂+CO₂<17%，且H₂S≥0.01%（体积百分比）或烟气连续监测系统参数中的SO₂≥3000mg/Nm³或机组运行控制系统参数中的炉膛出口氧量<1.5%（体积百分比），则数据处理分析控制系统输出信号使热风添加装置的阀门调至最大；（b）、若烟气在线分析装置的烟气成分中O₂+CO₂≥19%（体积百分比），且持续时间超过3分钟，则数据处理分析控制系统输出信号使热风添加装置的阀门调至最小；（c）、若烟气在线分析装置的烟气成分中：17%≤O₂+CO₂<19%（体积百分比），此时则数据处理分析控制系统输出信号使热风添加装置的阀门调至适应开度，改变水冷壁位置的烟气成分。