电厂锅炉及其烟气管网非对称特性动态控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112555795A(43)申请公布日2021.03.26(21)申请号202011548329.3(22)申请日2020.12.23(71)申请人北京凯德恒源科技发展有限公司地址100102北京市延庆区中关村延庆园风谷四路8号院27号楼1956(72)发明人高毅夫高劼(51)Int.Cl.F22B35/00(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图2页(54)发明名称电厂锅炉及其烟气管网非对称特性动态控制方法(57)摘要本发明电厂锅炉及其烟气管网非对称特性动态控制方法属于电厂锅炉控制技术，根据电厂锅炉运行工况特点及烟气管网的物理特性确立了电厂锅炉非对称系统理论，研发了电厂锅炉外部空气进入量计算数学模型和过量空气系数计算数学模型，通过烟气分析检测的氩含量来计算电厂锅炉外部空气进入量，然后根据外部空气进入量设定值与计算值之差，对引风机入口阀开度进行调节，使外部空气进入量始终控制在设定值范围内；根据烟气分析检测的氧含量和一氧化碳含量对二次风机风量和一次风机风量进行调节，使电厂锅炉过量空气系数始终控制在设定值范围内；获得了提高燃烧效率、提高排风机节能量、减少NOx污染排放量、提高生产作业率的节能减排效果。CN112555795ACN112555795A权利要求书1/4页1.一种电厂锅炉及其烟气管网非对称特性动态控制方法，其特征在于根据电厂锅炉运行工况特点及电厂锅炉烟气管网的物理特性，确立了电厂锅炉非对称系统理论，研发了电厂锅炉外部空气进入量计算数学模型和电厂锅炉过量空气系数计算数学模型，研发了基于电厂锅炉非对称系统理论的电厂锅炉外部空气进入量及过量空气系数的动态控制方法，通过烟气分析检测的氩含量来计算电厂锅炉外部空气进入量，然后根据电厂锅炉外部空气进入量设定值与电厂锅炉外部空气进入量计算值之差，对引风机入口阀开度进行调节，构成了电厂锅炉外部空气进入量闭环动态调节系统，使电厂锅炉外部空气进入量始终控制在设定值范围内；根据烟气分析检测的氧含量和一氧化碳含量对二次风机风量和一次风机风量进行调节，来控制电厂锅炉过量空气系数，构成了电厂锅炉过量空气系数闭环动态调节系统，使电厂锅炉过量空气系数始终控制在设定值范围内；式(1)为电厂锅炉外部空气进入量计算数学模型；式中：3Qf：一次风机的空气流量，m/s；3Qs：二次风机的空气流量，m/s；Arb：空气中基准氩摩尔分数，mol％；3Qw：烟气流量，m/s；Arw：烟气中氩摩尔分数，mol％；3Qair：电厂锅炉外部空气进入量，m/s；式(2)为电厂锅炉外部空气进入量中的氧量计算数学模型；式中：3Qf：一次风机的空气流量，m/s；3Qs：二次风机的空气流量，m/s；Arb：空气中基准氩摩尔分数，mol％；3Qw：烟气流量，m/s；Arw：烟气中氩摩尔分数，mol％；O2e：电厂锅炉外部空气进入量中的氧量，mol；过量空气系数中的氧含量实际值由式(3)过量空气系数中的氧含量计算数学模型进行计算；式中：O2a：过量空气系数中的氧含量实际值，％；3Qw1：烟道中烟气流量，m/s；O21：烟道烟气中氧摩尔分数，mol％；O2e：电厂锅炉外部进入的氧量，mol；k：占比系数，0～1；2CN112555795A权利要求书2/4页过量空气系数实际值由式(5)过量空气系数计算数学模型进行计算；式中：3Qw1：烟道中烟气流量，m/s；O21：烟道烟气中氧摩尔分数，mol％；O2e：电厂锅炉外部进入的氧量，mol；k：占比系数，0～1；α：过量空气系数，＞0。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法的技术方案是通过图1实现的，图1中电厂锅炉控制系统HMI操作站(1)是电厂锅炉及其烟气管网非对称特性动态控制系统的人机交互界面；外部空气进入量设定值(2)与电厂锅炉控制系统HMI操作站(1)和引风机入口阀开度调节(3)相连接，该设定值由人机交互界面输入；引风机入口阀开度调节(3)与外部空气进入量设定值(2)、电厂锅炉外部空气进入量计算数学模型(4)及电厂锅炉现场工艺设备(23)相连接，由外部空气进入量设定值(2)与电厂锅炉外部空气进入量计算数学模型(4)的差值对引风机入口阀开度进行调节，控制流经该入口阀的烟气流量，抑制外部空气进入，使电厂锅炉外部空气进入量控制在设定值范围内；电厂锅炉外部空气进入量计算数学模型(4)与烟气中Ar含量检测(5)、烟气流量检测(6)、一次风机风量检测(7)、二次风机风量检测(8)、电厂锅炉过量空气系数计算数学模型(10)和引风机入口阀开度调节(3)相连接，根据烟气中Ar含量、烟气流量、一次风机风量和二次风机风量进行电厂锅炉外部空气进入量计算，计算结果送至引风机入口阀开度调节(3)和电厂锅炉过量空气系数计算数学