一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法及系统

摘要

本发明提出了一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法及系统。本方法在锅炉的摆动燃烧器、尾部烟气挡板及尾部烟气分析仪、给煤机、给水流量分别设置一个控制系统，所述控制系统均连接电站锅炉远程诊断分析系统；过热器及再热器均根据预先设定的温度及压力、根据电站锅炉远程诊断分析系统，分析出各指标的需求量，并通过控制系统，联合采用摆动式燃烧器和减温水等多种调节方式，对各个温度调节方式分别同步进行实时调节。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法及系统。

背景技术

针对超超临界锅炉现在的调温手段，燃烧器摆角，过热器喷水减温器、尾部挡板、过量空气系数、再热器事故喷水减温，调整手段只能单一进行调整，高负荷时调节效果明显，但在低负荷工况下这些调整手段滞后、反应不灵敏，存在机组效率降低、脱硝入口烟温低于报警值、水动力安全性不稳定、受热面壁温裕量降低等问题，且传统的调温手段都采用单一变量调节。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法及系统，通过将多种调温方式优化耦合，保证低负荷运行时调温速度更快、反应更灵敏。

一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法，包括：

在锅炉的摆动燃烧器、尾部烟气挡板及尾部烟气分析仪、给煤机、过热器减温器分别设置一个控制系统，所述控制系统均连接电站锅炉远程诊断分析系统；

在所述控制系统中预先设定过热器输出目标温度及压力，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的数据库，分析出燃煤量及给水流量的动态需求量，并发出相应控制指令；

过热器根据控制系统发出的控制指令，以605℃额定锅炉蒸发量为最终目标，通过电站锅炉远程诊断分析系统分析出燃煤量、过热器减温水动态变化趋势，确定燃煤量及给水流量数据，调节给煤机及过热器减温器喷水量；

以再热器预先设定锅炉的输出目标温度及压力为基础，通过电站锅炉远程诊断系统中的数据库分析出燃烧器摆角动态变化趋势参数、尾部烟气挡板动态变化趋势参数、过量空气系数的变化趋势参数，并进行实时调节；

在低负荷情况下，保持过量空气系数维持在指定范围内，再热器汽温达到额定值，确定耦合调解方式和控制逻辑实施系统。

所述的方法中，所述控制系统能够同时分别独立调节。

所述的方法中，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的数据库计算出燃烧器摆角动态变化趋势参数、尾部烟气挡板动态变化趋势参数、过量空气系数的变化趋势参数，并进行实时调节，具体为：当再热器燃烧器温度超过输出目标温度时，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的燃烧器摆角、尾部烟气挡板、过量空气系数的变化趋势给出相应指令，让控制系统分别进行同步调节：控制系统控制摆动燃烧器下摆，调节尾部烟气挡板增大再热器侧的烟气量，增大过量空气系数；当再热器燃烧器温度低于输出目标温度时，则执行相反过程。

所述的方法中，所述过量空气系数为，根据尾部烟气分析仪检测的烟气成分含量动态变化趋势参数，计算过量空气系数。

所述的方法中，所述的过热器输出目标温度及压力、锅炉的输出目标温度及压力、过热器减温水变化趋势均为在锅炉稳定负荷下任一时间点的数值。

一种提高超超临界锅炉机组效率的调温系统，包括：

在锅炉的摆动燃烧器、尾部烟气挡板及尾部烟气分析仪、给煤机、过热器减温器分别设置一个控制系统，即摆动燃烧器控制系统、尾部烟气挡板控制系统、过量空气系数控制系统、燃煤量控制系统及过热器减温器控制系统，所述各控制系统均连接电站锅炉远程诊断分析系统；

在所述控制系统中预先设定过热器输出目标温度及压力，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的数据库，分析出燃煤量及给水流量的动态需求量，并发出相应控制指令；

过热器根据控制系统发出的控制指令，以605℃额定锅炉蒸发量为最终目标，通过电站锅炉远程诊断分析系统分析出燃煤量、过热器减温水动态变化趋势，确定燃煤量及给水流量数据，调节给煤机及过热器减温器喷水量；

以再热器预先设定锅炉的输出目标温度及压力为基础，通过电站锅炉远程诊断系统中的数据库分析出燃烧器摆角动态变化趋势参数、尾部烟气挡板动态变化趋势参数、过量空气系数的变化趋势参数，并进行实时调节；

在低负荷情况下，保持过量空气系数维持在指定范围内，再热器汽温达到额定值，确定耦合调解方式和控制逻辑实施系统。

所述的系统中，所述控制系统能够同时分别独立调节。

所述的系统中，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的数据库计算出燃烧器摆角动态变化趋势参数、尾部烟气挡板动态变化趋势参数、过量空气系数的变化趋势参数，并进行实时调节，具体为：当再热器燃烧器温度超过输出目标温度时，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的燃烧器摆角、尾部烟气挡板、过量空气系数的变化趋势给出相应指令，让控制系统分别进行同步调节：控制系统控制摆动燃烧器下摆，调节尾部烟气挡板增大再热器侧的烟气量，增大过量空气系数；当再热器燃烧器温度低于输出目标温度时，则执行相反过程。

所述的系统中，所述过量空气系数为，根据尾部烟气分析仪检测的烟气成分含量动态变化趋势参数，计算过量空气系数。

所述的系统中，所述的过热器输出目标温度及压力、锅炉的输出目标温度及压力、过热器减温水变化趋势均为在锅炉稳定负荷下任一时间点的数值。

通过设置控制系统，并将控制系统与电站锅炉远程诊断分析系统、电厂的实时数据对接，实现锅炉运行数据对比分析、趋势分析、变化规律分析，实现多种调温方式共同调节，提高控制效率，减少减温水流量。传统的低负荷下调温手段反应滞后，采用此调节手段，能够加快调节速度，且调温方式由原来的单一阶跃式调节，现改为平滑式调温方式，调温速度更快。汽水参数的合理匹配和有效调节，以便实现机组在宽负荷范围内的指标先进优越，能够起到示范和推广作用。在变工况时，高效宽负荷率超超临界燃煤锅炉各种调温方案的调温响应速度、调温幅度以及不同组合方式下的运行数据。通过软件和锅炉在线诊断数据库，调温速度更快。

本发明通过对部分低负荷工况摆动燃烧器、煤水比、烟气调节档板和过量空气系数等多种调温方式的优化耦合对宽负荷范围下的汽温调节，保证燃烧稳定，改善了超低负荷下烟温偏差、水冷壁安全性、受热面壁温裕量等问题，保证工质侧温度能达到，对预定汽温控制系统进行优化，考虑全面的前馈和变参数控制，使控制系统在机组的不同负荷段都能达到较好的控制效果。提供频差的高/低和速率限制，防止锅炉输入控制需求指令的波动，实现锅炉在宽负荷范围内运行依然保持相对较高的锅炉效率和较低的NOx排放，对保证锅炉在低负荷工况的运行参数和机组运行可靠性起到了重要的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法实施例流程图；

图2为本发明一种提高超超临界锅炉机组效率的调温系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明中技术方案作进一步详细的说明。

本发明提出了一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法及系统，通过将多种调温方式优化耦合，保证低负荷运行时调温速度更快、反应更灵敏。

一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法，如图1所示，包括：

S101：在锅炉的摆动燃烧器、尾部烟气挡板及尾部烟气分析仪、给煤机、过热器减温器分别设置一个控制系统，所述控制系统均连接电站锅炉远程诊断分析系统；

S102：在所述控制系统中预先设定过热器输出目标温度及压力，例如600MW超超临界锅炉，要求过热器出口压力31MPa、温度605℃，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的数据库，分析出燃煤量及给水流量的动态需求量，并发出相应控制指令；

过热器根据控制系统发出的控制指令，以605℃额定锅炉蒸发量(给水流量+过热器喷水量)为最终目标，通过电站锅炉远程诊断分析系统分析出燃煤量、过热器减温水动态变化趋势，确定燃煤量及给水流量数据，调节给煤机及过热器减温器喷水量；所述燃煤量及过热器减温水单独同步调节，构成多种调温耦合；

例如：当过热器出口温度超过输出目标温度时，根据电站锅炉远程诊断系统给出指令，让控制系统分别进行同步调节，适当增大过热器减温器喷水、减少燃煤量，找到最佳的过热器调节方式；

S103：以再热器预先设定锅炉的输出目标温度及压力为基础，通过电站锅炉远程诊断系统中的数据库分析出燃烧器摆角动态变化趋势参数、尾部烟气挡板动态变化趋势参数、过量空气系数的变化趋势参数，并进行实时调节；

S104：在低负荷情况下，保持过量空气系数维持在指定范围内，再热器汽温达到额定值，确定耦合调解方式和控制逻辑实施系统。

所述的方法中，所述控制系统能够同时分别独立调节。

所述的方法中，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的数据库分析出燃烧器摆角动态变化趋势参数、尾部烟气挡板动态变化趋势参数、过量空气系数的变化趋势参数，并进行实时调节，具体为：当再热器燃烧器温度超过输出目标温度时，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的燃烧器摆角、尾部烟气挡板、过量空气系数的变化趋势给出相应指令，让控制系统分别进行同步调节：控制系统控制摆动燃烧器下摆，调节尾部烟气挡板增大再热器侧的烟气量，适当增大过量空气系数；当再热器燃烧器温度低于输出目标温度时，则执行相反过程。

其中增大过量空气系数应在合理范围内，即在高负荷时过量空气系数最大值不能超过1.3，低负荷时可控制在1.7以下。三种调温方式同步调节，找到最佳的调温方式，从而构成多种调温方式耦合。此时再热器出口温度仍高于输出目标温度时，以再热器减温水事故喷水为辅助，保证能达到目标值。

所述的方法中，所述过量空气系数为，根据尾部烟气分析仪检测的烟气成分含量动态变化趋势参数，计算过量空气系数。主要监测CO和O2的含量，判断燃料燃烧状况，计算过量空气系数，为保证燃料完全燃烧，始终保证炉膛燃料充分燃烧，且保证过量空气系数不致过大。

所述的方法中，所述的过热器输出目标温度及压力、锅炉的输出目标温度及压力、过热器减温水变化趋势均为在锅炉稳定负荷下任一时间点的数值。

一种提高超超临界锅炉机组效率的调温系统，如图2所示，包括：

在锅炉的摆动燃烧器、尾部烟气挡板及尾部烟气分析仪、给煤机、过热器减温器分别设置一个控制系统，即摆动燃烧器控制系统201、尾部烟气挡板控制系统202、过量空气系数控制系统203、燃煤量控制系统204及过热器减温器控制系统205，所述各控制系统均连接电站锅炉远程诊断分析系统206；

在所述控制系统中预先设定过热器输出目标温度及压力，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的数据库，分析出燃煤量及给水流量的动态需求量，并发出相应控制指令；

过热器根据控制系统发出的控制指令，以605℃额定锅炉蒸发量为最终目标，通过电站锅炉远程诊断分析系统分析出燃煤量、过热器减温水动态变化趋势，确定燃煤量及给水流量数据，调节给煤机及过热器减温器喷水量；

以再热器预先设定锅炉的输出目标温度及压力为基础，通过电站锅炉远程诊断系统中的数据库分析出燃烧器摆角动态变化趋势参数、尾部烟气挡板动态变化趋势参数、过量空气系数的变化趋势参数，并进行实时调节；

在低负荷情况下，保持过量空气系数维持在指定范围内，再热器汽温达到额定值，确定耦合调解方式和控制逻辑实施系统。

所述的系统中，所述控制系统能够同时分别独立调节。

所述的系统中，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的数据库计算出燃烧器摆角动态变化趋势参数、尾部烟气挡板动态变化趋势参数、过量空气系数的变化趋势参数，并进行实时调节，具体为：当再热器燃烧器温度超过输出目标温度时，根据电站锅炉远程诊断分析系统中的燃烧器摆角、尾部烟气挡板、过量空气系数的变化趋势给出相应指令，让控制系统分别进行同步调节：控制系统控制摆动燃烧器下摆，调节尾部烟气挡板增大再热器侧的烟气量，增大过量空气系数；当再热器燃烧器温度低于输出目标温度时，则执行相反过程。

所述的系统中，所述过量空气系数为，根据尾部烟气分析仪检测的烟气成分含量动态变化趋势参数，计算过量空气系数。

所述的系统中，所述的过热器输出目标温度及压力、锅炉的输出目标温度及压力、过热器减温水变化趋势均为在锅炉稳定负荷下任一时间点的数值。

通过设置控制系统，并将控制系统与电站锅炉远程诊断分析系统、电厂的实时数据对接，实现锅炉运行数据对比分析、趋势分析、变化规律分析，实现多种调温方式共同调节，提高控制效率，减少减温水流量。传统的低负荷下调温手段反应滞后，采用此调节手段，能够加快调节速度，且调温方式由原来的单一阶跃式调节，现改为平滑式调温方式，调温速度更快。汽水参数的合理匹配和有效调节，以便实现机组在宽负荷范围内的指标先进优越，能够起到示范和推广作用。在变工况时，高效宽负荷率超超临界燃煤锅炉各种调温方案的调温响应速度、调温幅度以及不同组合方式下的运行数据。通过软件和锅炉在线诊断数据库，调温速度更快。

本发明通过对部分低负荷工况摆动燃烧器、煤水比、烟气调节档板和过量空气系数等多种调温方式的优化耦合对宽负荷范围下的汽温调节，保证燃烧稳定，改善了超低负荷下烟温偏差、水冷壁安全性、受热面壁温裕量等问题，保证工质侧温度能达到，对预定汽温控制系统进行优化，考虑全面的前馈和变参数控制，使控制系统在机组的不同负荷段都能达到较好的控制效果。提供频差的高/低和速率限制，防止锅炉输入控制需求指令的波动，实现锅炉在宽负荷范围内运行依然保持相对较高的锅炉效率和较低的NOx排放，对保证锅炉在低负荷工况的运行参数和机组运行可靠性起到了重要的作用。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。