燃煤电站锅炉二次风控制系统优化
循环流化床锅炉运行优化

循环流化床锅炉运行优化摘要:循环流化床燃煤电站锅炉作为一种节能、高效的新一代燃煤技术,在流化状态下,煤种的燃烧效率高,在炉内具有脱硫、脱氮等特点,这样的优点使得大型循环流化床燃煤电站锅炉获得了迅速发展。
循环流化床锅炉技术是近几年发展起来的一项新技术。
循环流化床锅炉(CFB)具有良好的低温燃烧特性,燃烧效率高,负荷调节方便,污染排放小等优点,近年来得到了快速发展,并在电厂生产中得到了广泛应用。
但是在实际应用过程中受多种因素的影响,无法充分发挥其优势,尤其在节能方面。
所以,如何节约能源,提高锅炉效率,是我们要探讨的问题。
关键词:循环流化床锅炉;磨损;腐蚀;爆管引言:循环流化床锅炉作为一种节能环保高效的技术,具有低热值燃料高效利用和循环燃烧的特点,它在节能环保方面具有很大的优势,对我国当前的节能低碳具有重要意义。
然而,我国循环流化床锅炉的节能还存在许多问题,需要不断优化。
1循环流化床锅炉运行调整的常见问题1.1设计原因循环流化床锅炉相对较低的燃烧温度以及物料在炉内强烈的扰动混合,使脱硫剂与燃料中的硫份能够充分发生化学反应生成固体硫酸钙,加之在燃烧室不同部位分部送风,使N0x生成量较少,从而实现炉内脱硫脱硝。
从锅炉设计和实际使用效果来看,大型循环流化床锅炉S02和NoX排放能够满足严格的环保排放标准要求。
(1)炉型选择不理想针对准东煤碱金属含量高、灰熔点低、易结焦沾污的特点,设计选用了引进吸收德国巴高科的中温分离炉型,将主要受热面集中布置在炉膛内,利用燃烧过程中存在的大量固体循环物料不断冲刷受热面,以提高热效率,降低床温,避免床层结焦和水冷壁发生沾污。
运行情况表明该炉型起到了上述作用。
但此设计带来的负面效应却超出预期,集中表现为炉内蒸发管、过热器等受热面在物料冲刷下频繁出现爆管。
(2)管排设计缺陷一级蒸发管和三级过热器节距为180mm,二级过热器、一级过热器、二级蒸发管、高温省煤器节距为90mm。
由于炉内受热面节距变窄,导致后部受热面烟气流速升高;过热器管排缺少夹马固定;管排膨胀量计算不准确;穿墙管直接与水冷壁浇注在一起,膨胀力全部由水冷壁承担,使得管束无法自由膨胀。
电站锅炉燃烧优化系统

燃I I一 茼 耋I l 『 r l
温 1L 度l 一 .
得到 的最优推荐 值 , 进行锅 炉燃烧最 优化调 整控制 , 达到 节能降耗 、 改善环境 的 目的。
1 燃烧 优 化 系统 的构 成
次风压 、 次风压 、 质成分 、 二 煤 磨煤机 出 口温度 、 给粉 机 转速等作 为神经元 网络 的输 入 , 含碳量 、 飞灰 排烟
温 度 、 O 为输 出。 N
使用 锅炉燃烧 优化系统 是最有效 的手段 。
在 国内 目前 已实施 的 锅炉燃 烧 优 化 系统 中, 所
使用 的方法包 括数理统计 、 线性 回归和神 经元 网络 , 但 大都不具备 全工况在线 修正 的功能 。该 文介绍 的 方法 是借助 于神经元 网络在线辨 识技术 和智能优 化
目前我 国火电厂锅 炉运行 中 , 由于煤 质多变 、 设 备 改造 、 变负 荷运行 、 力试 验 间 隔时 间长 等 原 因 , 热 普遍存 在锅炉燃 烧达 不 到最 佳工 况 的现象 , 因此 迫 切需要 通过优 化运行 , 高锅炉热 效率 。在 这方 面 , 提
型, 图2 如 。在模 型 中 , 机组 负荷 、 将 烟气 含 氧量 、 一
要调 整 。 目前 已广 泛应 用 于 函数 优 化 , 经 网络训 神 练 , 糊系统 控制 以及 其他遗 传算法 的应用 领域 。 模
寻优过程 , 图 3 见 。
线显示 , 最优化的调整推荐值显示和确认 , D S 与 C 通信状 态显 示 画面 , 理统 计 绘 图 画面 等 。实 时 画 数
hr博 士和 k n ey博 士发 明 。同 遗 传 算 法 比较 , at e nd P O 的优势 在于 简单 容易 实现并且 没有许 多参 数需 S
330 MW锅炉一、二次风配比分析及引风机运行优化

330 MW锅炉一、二次风配比分析及引风机运行优化摘要:定量分析330 MW亚临界火力发电机组锅炉一、二次风的配比以及冷、热一次风配比,优化引风机运行,提高锅炉燃烧效率和设备运行可靠性。
结果表明一次风和二次风的体积流量均随负荷增加而单调增大,但二次风体积流量随负荷的增加速率比一次风体积流量更大。
低负荷下,一次风占总风量的体积百分比相比设计值偏大17%,一次风量偏大,二次风不能有效包裹一次风,一、二次风配比失调。
冷一次风主要用于磨煤机密封风,主要跟磨煤机的启停有关,随负荷变化不明显。
热一次风流量和热一次风流量占一次风总风量体积百分比均随负荷增加而单调增大。
引风机运行优化措施包括降低引风机动叶动作频率、减少控制油压波动和制定低负荷时单台引风机运行措施。
关键词:燃煤火力发电机组;一次风率;二次风体积流量;一、二次风配比;引风机运行优化1引言随燃煤火力发电机组设备老化,燃料品种不断更换,锅炉一、二次风配比,冷、热一次风配比往往偏离理想工况,降低了锅炉热效率[1-3]。
引风机在长时间频繁受到不均匀轴向冲击的情况下,动叶调节的滑块经常出现磨损老化和疲劳裂纹,引风机振动增大,降低了引风机使用寿命,导致锅炉燃烧系统和风烟匹配调节的难度增大[2-4]。
因此有必要分析锅炉一、二次风配比规律,优化引风机运行,提高引风机的运行稳定性和锅炉燃烧热效率。
本研究拟定量分析330 MW亚临界火力发电机组锅炉一、二次风的配比以及冷、热一次风配比,优化引风机运行,提高锅炉燃烧效率和设备运行可靠性。
本文的分析有助于了解锅炉燃烧系统的配风规律和最佳配风,优化引风机运行,保证机组安全经济运行。
2一、二次风配比以某电厂330 MW亚临界、一次再热和直接空冷的燃煤火力发电机组为例,进行分析。
运行数据取自7月1~3日三天,数据间隔为15分钟,机组负荷为167~329 MW,平均负荷253.3 MW,平均负荷率为76.76%。
图1示出一次风和二次风的体积流量均随负荷增加而单调增大。
二次风执行机构控制系统改造及应用

二次风执行机构控制系统改造及应用论述300MW机组锅炉二次风执行机构控制系统的构成原理以及在运行过程中出现的问题分析和判断,并进行了设备的改造和相应气控柜及逻辑的改进。
通过文章的分析,希望对相关工作提代供帮助。
标签:二次风;定位器;控制;改进1 概述二次风使煤粉、空气充分混合,同时供给煤粉及燃油所需的助燃空气。
二次风气动控制装置根据锅炉负荷变化和燃料的变化来控制二次风挡板。
为了有效地保证锅炉燃烧和维持炉膛负压一定,一般二次风挡板开度大小通过燃烧器管理系统控制。
挡板开关位置的指令信号通过煤层和油层启停过程中的协调控制系统来实现。
根据二次风起着不同的作用,二次风分为辅助空气、燃料和助燃风,通过不同的方式分别进行控制,AA、A、AB、B、BC、C、CD为7层下部二次风,CD2、D、DE、E、EE1、EE2为6层上部二次风。
2 智能定位器控制原理现场控制柜接受由DCS系统给出的4-20mA指令信号,压力信号是通过控制柜中的智能定位器到相应气缸上、下缸进气压力的调节分布,连续线性调节气缸,使气缸在整个范围内任意0-100%精确调整。
同时,该执行机构的位置变送器的位置将被转换为4-20mA标准信号回传至智能定位器,再通过一个4-20mA 反馈信号功能模块的智能定位器的反馈,然后发送到DCS。
每4套执行器的控制部分被集成了一个控制柜,其中每一层作为一个实际应用的控制柜,四角同动。
3 原二次风执行器控制存在问题在热工人员长时间设备维护过程中发现机械式定位器控制精度低,执行机构卡涩、开关不灵活、出现不等的响应时间等问题,而且调试过程繁琐,反馈信号漂移不稳定,经常出现超调或不调而引起的DCS显示坏点。
同时执行器所处的安装的位置不易维护,给锅炉燃烧运行所需的调节空气的调节造成了很大的影响,带来了安全隐患,影响锅炉燃烧效率。
二次风门气动执行器的控制模式是不合理的,一个电气转换器控制一层四个二次风门,不能满足安全生产的需要,一旦其中一个二次风门故障,会导致同一层的三个二次风门失控,极大地影响了锅炉的稳定燃烧。
电站锅炉二次风风量测量不准问题的解决方案

电站锅炉二次风风量测量不准问题的解决方案发表时间:2020-12-10T02:06:05.443Z 来源:《河南电力》2020年7期作者:梁锦凤刘烽炎[导读] 目前,节能环保、低氮排放运行是大中型火力发电厂面临的难题。
(中国电建集团江西省电力建设有限公司江西南昌 330001)摘要:目前,节能环保、低氮排放运行是大中型火力发电厂面临的难题。
而锅炉的二次风控制系统作为协调控制系统中的重要组成部分,对保证风煤配比、提高锅炉燃烧效率、降低氮氧化物排放量起着至关重要的作用。
本文针对我公司承担安装的某厂一台660MW燃煤机组在机组整组启动试运行过程中,因锅炉A、B侧热二次风风量测量不准、波动大,导致CCS调节异常的问题,根据现场情况分析原因、制定相应解决方案及问题处理过程描述,提出了解决锅炉热二次风风量测量不准问题的处理方案及一些建议。
关键词:二次风量;sHJM型测量装置;定时吹扫;准确测量;均速1 引言在火力发电厂中,如何提高锅炉的自动调节水平、负荷响应速度和燃烧效率,是现场技术人员的重点研究课题。
为了合理地调整磨煤机风煤比例,提高锅炉自动化投入率,使锅炉配风合理,燃烧稳定,效率提高,就必须长期准确、稳定地测量锅炉一二次风管内的风速、风量以及制粉通风量。
然而由于一、二次风及制粉风都是含尘气流,很容易造成测量装置堵塞和磨损,加之制粉系统布置空间限制,冷、热风管道没有足够的直管段,测点不容易布置等一系列原因,部分火电厂的二次风量测量装置都不同程度存在测量不准的问题。
某电厂采用某集团生产的600MW级超超临界燃煤机组,年利用小时5500小时,锅炉为某集团生产的超超临界参数、变压运行直流炉、切圆燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊结构,Π型锅炉。
锅炉最大连续出力2036t/h,锅炉出口蒸汽参数为26.25MPa(a)/605/603℃。
锅炉烟风系统采用平衡通风的方式,通过匹配送风机与引风机的出力平衡炉膛的压力。
火电厂二次风自动控制策略的研究与应用

火电厂二次风自动控制策略的研究与应用根据二次风门开度与锅炉蒸发量的相对关系,对模型进行研究和仿真试验,现场试运行,逐步优化模型参数,实现机组自动调节二次风门的开度,有效的控制和减少NOx、锅炉结焦、飞灰可燃物等综合指标,达到节能减排,提高机组运行稳定性的目的。
标签:顺序控制;仿真;逻辑优化;节能减排火电厂锅炉燃烧调整的目的是保证燃烧的稳定性,提高燃烧的经济性,降低氮氧化物生成量。
锅炉炉膛热负荷均匀,减少热力偏差。
由于马头热电分公司锅炉燃烧调整操作频繁,使得运行人员的工作强度增加,并且调整缺乏整体的依据指导。
尤其是低氮燃烧器改造后的低氧方式燃烧的需要,运行人员手动调节二次风門的开度相对滞后,一、二次风配合失当,造成锅炉结焦严重、飞灰可燃物等综合指标超标,入口NOx偏高。
马头热电分公司9、10号炉均发生冷灰斗严重棚焦现象,期间公司在采取调整配煤,分散炉膛热负荷,固定燃烧调整方式等措施后使目前冷灰斗掉焦情况处于可控状态。
经过持续的运行调整、数据收集、历史曲线的分析,在当前煤质条件下兼顾NOx、锅炉结焦、飞灰可燃物等综合指标的调整经验,实现了构建二次风门自动控制的模型。
通过二次风门开度与锅炉蒸发量的相对关系,对模型进行研究和实践,并进行仿真试验,最终移植到现场控制,进行试运行,跟踪和采集现场数据,逐步优化模型参数,实现机组通过自动控制,自动调节二次风门的开度,有效的控制和减少NOx、锅炉结焦、飞灰可燃物等综合指标,达到节能减排,提高机组运行稳定性的目的。
1 二次风自动控制策略1.1 确定控制的方法①蒸汽流量在一定的范围内,对应每层二次风门一个开度,CCS投入情况下,当蒸汽流量首次高于或低于各段蒸发量分界点时开始进行调整,调整完成后,如蒸发量依然在分界点的±15t/h范围内波动,则控制指令将不再作调整。
出分界点±15t/h范围后,控制指令按照对应的蒸汽流量范围内的开度给出每层二次风门开度指令;②升降负荷引起蒸汽流量发生变化时,控制指令将从最下层风门开始调整,每层动作(开启或关闭)间隔5秒,当指令开始按顺序依次从最下层到最上层开启或关闭二次风门的动作的过程中,二次风门只朝向一个方向动作,待全部顺序控制动作完成时,再重新计算下次动作的二次风门开度指令;③C、E层给粉机切除后,联关对应切除的给粉机下二次风门至5%后,运行人员可手动对二次风门进行调整。
锅炉二次风门气动控制系统改造方案探讨

锅炉二次风门气动控制系统改造方案探讨【摘要】本文以哈锅2×660MW超超临界四角型锅炉为例,论述了锅炉二次风门气动控制系统的控制方案,并针对使用过程中存在的问题进行优化改造方案探讨。
【关键词】二次风;气动控制系统;机械定位器;智能定位器;优化改造方案二次风提供锅炉燃烧时所需的助燃空气,优化燃烧室内热力场的风量和煤粉量的配比,提高锅炉稳定燃烧能力和入炉煤的燃尽程度,减少物理和化学类的热损失,控制出口烟气含氧量,在控制稳定炉温、强化传热方面起到重要作用。
根据锅炉各风门所起的作用不同,二次风又分为中心风、周界风和燃尽风。
二次风门气动控制系统是控制火电机组锅炉二次风门挡板开度的气动控制设备,以其动作速度快、使用安全、维护简单、寿命长等优点得到广泛应用。
它以标准仪用压缩空气为动力源,接收DCS提供的4~20mA电流信号,根据锅炉负荷情况通过控制二次风挡板,来调整二次风量来改善锅炉燃烧特性,适应负荷的变化。
一、原控制方案简介以哈锅2×660MW超超临界四角型锅炉为例,风门挡板开关采用“层操”,即在同一标高上的执行器同步动作。
最初的设计原理为:DCS系统发出的4~20mA指令信号通过就地控制柜内的电气转换器转换相应的0.02~0.1MPa的气压信号,再经气动放大器进行流量放大后通过机械定位器去控制同层4台二次风执行器。
执行机构的位移由位置变送器转换为4~20mA反馈信号至DCS。
然而在运行使用中发现,部分气动执行机构关不到位,导致四角二次风门配风不均,向炉膛内漏风,影响炉内空气动力场。
究其原因一般为:1.由于气源配管用量较大,焊点较多,容易产生泄露,进而影响执行机构动作精度和反馈信号;2.如果控制同一层的电气转换器故障,将造成同层的4个二次风门失控,反馈信号漂移;3.由于气源中含杂质,机械式定位器容易出现卡塞现象,导致气动执行机构不动作。
二、优化改造方案探讨鉴于现场使用中存在的问题,我们将对原控制系统进行优化改造。
燃煤锅炉给煤自动控制系统的优化

感器 垂直悬 挂 在 煤 斗 内 ,距 离 煤 斗 底 部 0.8米 (高 度根 据燃煤 锅 炉进煤 量 可调 整 ),传感 器 触 点 闭合 , DCS后 台系统显 示煤 斗 料位 低 ,给 煤控 制 系 统投 入 自动 时 ,电机转 动 ,煤 斗料 位 升 至 0.8米 时 ,煤 触 碰 到传感器 ,传感器逐渐倾斜 ,触点断开 ,DCS后 台系 统煤 斗料位 高 ,电机停 转 ,给煤 机停止 加煤 。 1.3 存在 的问题
2.2 超 声波 料位计 工 作原理
由于超声 波料位 计工 作 时 ,高 频脉 冲 波 由智 能
器发 出 ,遇 到 被 测 物体 时 (物 料 )表 面被 反 射 折 回 ,
部分反射回波被同一换能器接收,转换成 电信号。
脉冲反射和接 收之 间的时间 (超声波运动时间)与
换能器到物体表 面的距离成正 比。超声 波传输距
燃 煤锅炉 给 煤 自动 控制 系统 的优 化 在 杭 钢 动 力热 电 二 厂 1号 燃 煤 锅 炉 中 的应 用 取 得 了成 功 。 今后将 进一 步对 该控制 系统进 行改 进和推 广 。
1)两 只超 声 波 料 位 计 工作 电源 采 用 双 路 独 立 供 电 。
2)将 1号 燃 煤 锅 炉 给煤 自动 控 制 系 统 的优 化 用 于 2号燃煤 锅炉 。
型 和控 制 系统优化 ,使控 制效 果得 到 明显改善 。
关键 词 :燃 煤锅 炉 ;给 煤控 制 系统 ;传 感 器;选型 ;优化
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U 日『J吾
浙 江杭 钢动 力 有 限 公 司热 电 二 厂 的 6台锅 炉 中 ,1号 、2号锅 炉为 链 条 燃煤 炉 ,3~6号 锅 炉 为燃 气 锅 炉 。2台燃 煤 锅 炉 采 用 和 利 时 MACSV 系 列 DCS控 制 系统 ,整个 给煤 自动 控制 系统 以 MACSVD— cs为控制平 台。但 由于设计时考虑不全和设备选 型 不 当 ,导 致 给煤 自动 控制 运 行 时 经 常失 灵 ,并 导 致 给煤设 备 和煤 斗 料位悬 挂 式传 感 器损 坏 。为 此 , 必 须对煤 斗料 位传感 器 和控制 系统 进行优 化 。
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王慧丽 对风量控制系统采用模糊控制的方法来控翻二次风机 的指令 ,用模糊控制 器替换传 统 的 PID控 制 ,验 证 了模 糊控 制在 辨识 精度和稳定性方面具有更好 的效果 。
针对氧量设定值和二次 风优 化控 制问题 ,本文建立 了各热 经 济性参数在烟气含氧量 影响下 的变化 特性计 算模型 和 以锅 炉热 效率为 目标的最佳烟气 含氧量偏 微分 方程 ;其次 ,针对 二 次风量 控制系统 ,研究 了 Smith模糊 PID复合 控 制方 法 ,在模 型 匹配 和 失配情况下进行 了仿真研究 。
The Optimizing ContrOl Of the Secondary Air Control System of Power PIant
Ding Chenggang ,Guo Shiyi ,Shi Weijing ,Wang Jingcheng (1.Shanghai Electric Power Generation Environment Protection Engineering Co,Ltd.,tShanghai 201612,China;
风煤 比是影 响燃烧 效率 的关键 因素。 目前 电站 燃煤 锅炉 的 二 次风控制 系统投运 状况 不太理 想 ,原 因包括 :一是 氧量设 定 值 不准确 。由于最佳烟气含 氧量 和最 佳风煤 比具有等价 的关 系 ,因 此对最佳风煤 比的研究往 往转化对最佳烟气含氧量 的研究 ;在 这方面 的研究成果 中 ,张斌等 研究 了风控制系统中的风煤比优化 问题进行研究 。首先 ,以锅炉热平衡原理为基础 ,分析 了过量空气系数 、飞灰含碳量 及排 烟温度对锅炉效率的影响 ,建立 了热经济性参数在烟气 含氧量影 响下 的计算模型和 以锅炉效率为 目标 的最佳 烟气含氧量数 学 模型 。其次 ,对 于二 次风控制系统 ,提出 了用 Smith模糊 PID控制器替换传统 的 PID控制器 的控制方法 。最后 ,通过 实验仿真 比较两种控制器在被控对象模型匹配和不 匹配情况下 的控制性能 。
2.Key Laboratory ofSystem Control and Information Processing,Department ofAutomation, Shanghai Jiao University,Shanghai 200240,China)
Abstract :The paper addresses the wind coal ratio optimization problem for secondary air control system.Firstly,on the basis of the basic theory of boiler thermal balance,this paper explains the effects of excess air coeff icient-unburned carbon content in f ly ash and boiler"s exhaust gas temperature on boiler efficiency,and establishes the mathematical model of b o ilerg thermal economy parameters afected by the f lue gas oxygen content and partial differential equation of the optimal oxygen content in f lue gas aim ing to improve boiler efficiency.Then,for the second air control system ,a control approach is proposed by Smith fuzzy PID instead of the traditiona l PID. Further。control performances are compared between two different contr ollers under t he mo d el is matching and mismatching via simulation experiments.
Keywords:the secondary air control system ;the optimal oxygen content;unburned carbon content in f ly ash;Smith predictor;fuzzy PID
O 引 言
《电力行业 “十二五 ”规 划》指 出,到 2015年 ,火 电供 电煤耗 需降至 325克标准煤/千瓦时。大型火力发电机组 的锅炉效率 每 提高 1% ,整套机组 的效 率能提高 0.3% 一0.4%… 。
关键词 :二次风控制系统 ;最佳烟气含氧量 ;飞灰含碳量 ;Smith预估器 ;模糊 PID控制 DOI:10.3969/j.issn.1000-3886.2016.04.033 [中图分类号 ]TP272/278 [文献标识码 ]A [文章编号 ]1000—3886(2016)04—0106—04
竺
!! !!兰竺!竺— — ——自动控制系统与装置
Au【omatic Controf Systems& Equipmen
燃 煤 电 站 锅 炉 二 次 风 控 制 系 统 优 化
丁承 刚 ,郭士义 ,石伟 晶 ,王景成 (1上 海电气 电站环保工程有限公司 ,上海 201612; 2上海交通大学 自动化 系 系统控制与信息处理教 育部重点实验室 。上海
l 最佳烟气含 氧量模型