垃圾焚烧发电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CN112555859A(43)申请公布日2021.03.26(21)申请号202011548316.6(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.F23G5/50(2006.01)权利要求书5页说明书11页附图2页(54)发明名称垃圾焚烧发电锅炉及其烟气管网非对称特性动态控制方法(57)摘要本发明垃圾焚烧发电锅炉及其烟气管网非对称特性动态控制方法属于垃圾焚烧发电锅炉控制技术，根据垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量计算数学模型、过量空气系数计算数学模型、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垃圾焚烧发电锅炉外部空气的进入量，然后根据外部空气进入量设定值与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，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，使过量空气系数始终控制在设定值范围内；获得了提高锅炉热效率、减少NOx和VOC污染排放量、实现全自动控制的多重节能减排效果。CN112555859ACN112555859A权利要求书1/5页1.一种垃圾焚烧发电锅炉及其烟气管网非对称特性动态控制方法，其特征在于根据垃圾焚烧发电锅炉运行工况特点及其烟气管网的物理特性，确立了垃圾焚烧发电锅炉非对称系统理论，研发了垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量计算数学模型和垃圾焚烧发电锅炉过量空气系数计算数学模型，研发了基于垃圾焚烧发电锅炉非对称系统理论的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垃圾焚烧发电锅炉外部空气的进入量，然后根据垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量设定值与垃圾焚烧发电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，构成了垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量闭环动态调节系统，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，来控制垃圾焚烧发电锅炉过量空气系数，构成垃圾焚烧发电锅炉过量空气系数闭环动态调节系统，使过量空气系数始终控制在设定值范围内；式(1)为垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量计算数学模型；Qair＝(Qw×Arw－(Qf+Qs)×Arb)×22.4×100/0.934(1)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：垃圾焚烧发电锅炉外部进入的空气量，m/s；式(2)为垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量中的氧量计算数学模型；O2e＝(Qw×Arw－(Qf+Qs)×Arb)×20.95/0.934(2)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：垃圾焚烧发电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；O2a＝(Qw×O21－kO2e)/Qw(3)式中：O2a：过量空气系数中的氧含量实际值，％；3Qw：烟气流量，m/s；O21：烟道烟气中氧摩尔分数，mol％；O2e：垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量中的氧量，mol；k：占比系数，0～1；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：2CN112555859A权利要求书2/5页α＝20.95/(20.95‑(Qw×O21－kO2e)/Qw)(5)式中：3Qw：烟气流量，m/s；O21：烟气中氧摩尔分数，mol％；O2e：垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量中的氧量，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中垃圾焚烧发电锅炉控制系统HMI操作站(1)是垃圾焚烧发电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)与垃圾焚烧发电锅炉控制系统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)、垃圾焚烧发电锅炉外部空气进入量计算数学模型(4)及垃圾焚烧发电锅炉现场工艺设备(23)相连接，由外部空气进入量设定值(2)与垃圾焚烧发电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