燃煤电站锅炉系统与脱硝系统运行协同优化方法.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CN105953259A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610343489.1F23J15/02(2006.01)(22)申请日2016.05.20F22B31/08(2006.01)(71)申请人南京电力设备质量性能检验中心地址210000江苏省南京市栖霞区仙境路10号(72)发明人陈国庆黄启龙蔡培刘建民(74)专利代理机构南京苏创专利代理事务所(普通合伙)32273代理人沈振涛(51)Int.Cl.F23K3/02(2006.01)F23N1/02(2006.01)F23N5/00(2006.01)F23N5/02(2006.01)F23N5/18(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图10页(54)发明名称燃煤电站锅炉系统与脱硝系统运行协同优化方法(57)摘要本发明提供的燃煤电站锅炉系统与脱硝系统运行协同优化方法，包括以下步骤：对制粉系统运行优化调整；对燃烧系统运行优化调整；对脱硝系统运行优化调整；对燃煤锅炉NOx排放控制与SCR脱硝系统氨逃逸控制耦合优化调整，结合炉膛水冷壁近壁区还原性气氛分布特征和脱硝氨逃逸情况,确定不同负荷下燃煤锅炉最佳运行氧量范围和最佳氧量运行范围内燃尽风喷口的最佳开度范围；确定不同负荷下脱硝系统最优脱硝效率范围。本发明提供的三个系统运行协同优化方法是将锅炉系统与脱硝系统看作一个大系统，从大系统的角度解耦三个系统之间的相互关联和影响，优化得到大系统最经济、安全的运行方式。CN105953259ACN105953259A权利要求书1/2页1.燃煤电站锅炉系统与脱硝系统运行协同优化方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)对制粉系统运行优化调整，确保不同运行工况下制粉系统的各磨煤机出口各一次风粉管内风粉混合物的流速偏差在5％以内，煤粉浓度偏差在10％以内；(2)对燃烧系统运行优化调整，使各支燃烧器煤粉着火距离相同，确保燃煤锅炉不同运行工况下省煤器出口SCR脱硝系统入口烟道截面上O2和NOx分布均匀；(3)对脱硝系统运行优化调整，使不同运行工况下烟道内喷氨量与烟气量、NOx浓度分布相匹配，脱硝系统出口NOx分布均匀，脱硝出口烟道截面氨逃逸浓度降低到3ppm以下；(4)对燃煤锅炉NOx排放控制与SCR脱硝系统氨逃逸控制耦合优化调整，结合炉膛水冷壁近壁区还原性气氛分布特征和脱硝氨逃逸情况，确定不同负荷下燃煤锅炉最佳运行氧量范围和最佳运行氧量范围内燃尽风喷口开度的最佳控制范围；确定不同负荷脱硝系统脱硝效率的最佳运行范围。2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉制粉系统、燃烧系统与脱硝系统运行协同优化方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制粉系统运行优化调整：在锅炉运行状态下，测量制粉系统的各台磨煤机不同运行工况下出口各一次风粉管内风粉混合物的流速和煤粉浓度；调整一次风粉管内风粉混合物的速度和煤粉浓度，确保不同运行工况下制粉系统的各台磨煤机出口各一次风粉管内风粉混合物的流速偏差在5％以内，煤粉浓度偏差在10％以内；(2)燃烧系统运行优化调整：根据步骤(1)制粉系统的各台磨煤机不同运行工况下出口各一次风粉管内的流速和煤粉浓度沿炉膛宽度方向上的分布规律，以不同运行工况下省煤器出口截面O2和NOx分布均匀为调整目标，优化调整燃烧系统各支燃烧器的二次风配风量及配风方式，具体为：(2.1)将同层各支燃烧器内二次风挡板调整到相同位置，测量支各燃烧器出口轴向方向上烟气温度分布，确定各支燃烧器煤粉着火距离；(2.2)调整各支燃烧器外二次风挡板角度，测量支各燃烧器出口轴向方向上烟气温度分布，并调整使各支燃烧器煤粉着火距离相同；(2.3)测量省煤器出口O2和NOx浓度沿炉膛宽度方向上的分布规律，测量受热面壁面温度沿炉膛宽度方向上的分布规律，通过调节二次风挡板和燃尽风喷口使O2和NOx浓度、受热面壁面温度沿炉膛宽度方向上的分布均匀；调节原则是：燃尽风量可调节时，调整该区域对应的燃尽风风量，燃尽风量不可调节时，增大燃烧器的二次风量，同时测量支各燃烧器出口轴向方向上烟气温度分布，并调整使各支燃烧器煤粉着火距离相同；(2.4)重复步骤(2.1)-(2.3)，至燃煤锅炉不同运行工况下省煤器出口SCR脱硝系统入口截面的O2和NOx分布均匀；(3)脱硝系统运行优化调整：脱硝系统喷氨量分布的优化调整，具体为：(3.1)按网格法分别测量SCR脱硝系统喷氨管前烟道截面和催化剂层间的流速分布、NOx和O2浓度分布；(3.2)若催化剂层流场在深度方向上偏差在10％以上，则脱硝系统导流板安装不合理，需进行导流板结构及安装位置的优化；具体步骤为：建立SCR系统的三维模型，以试验测得的脱硝系统入口流场作为数值模拟优化的边界条件，优化导流板结构和位置，使催化剂层深度方