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电厂锅炉入炉煤粉计量及优化配风张卓林,王孝红,于宏亮

2017-07-21 02:32:44本网

  电厂锅炉入炉煤粉计量及优化配风张卓林,王孝红,于宏亮(济南大学自动化与电气工程学院,山东济南250022)施,设计煤粉计量及优化配风系统。将其应用到锅炉系统,解决了目前电厂煤粉锅炉燃烧方面存在的锅炉燃烧效率偏低、煤炭消耗大、运行成本高以及燃煤电厂的燃烧工况差和污染物排放量大的问题。

  基金项目:山东省自然科学基金(ZR2009GM019)-),男,山东烟台人,硕士生。

  通信作者:王孝红(1963 -),男,山东禹城人,教授,博士,硕士生导师。

  在电力生产中燃煤火电占据主导地位,一直都消耗大量的煤炭资源,产生的污染物也非常巨大ra.锅炉是火力发电厂中**重要的部分之一,其工作状况的好坏对整个电厂的运行影响巨大;锅炉具有复杂的系统结构,运行工况不稳,一直是电厂运行中出现问题**多、事故率**高的一个设备。电厂锅炉在实际运行过程中经常会出现很多问题,例如燃烧状况不稳定、燃烧效率低以及炉膛结渣等,直接影响锅炉运行的安全性与经济性0.因此,合理调整锅炉的燃烧工况,对降低锅炉运行成本和减少污染物排放至关重要13.目前燃煤电厂对于锅炉燃烧的调整大都是基于风机转速、风门阀位、一次风和二次风风压、给粉机转速、炉膛含氧量和炉膛负压等锅炉相关参数的相对传统的操作方式。

  1.2锅炉运行中存在的问题经研究该锅炉系统存在如下问题:各给粉机不能实现给粉量的实时计量,不利于进行实时优化控制和燃烧效率统计分析,给控制和考核工作带来难度,难以实现精细管理。

  电负荷的变化直接影响锅炉的优化燃烧,运行人员在调整锅炉的参数时,往往是保证了参数的稳定而忽略了燃烧调整,要么风多煤少,要么煤多风少,这将造成能源的浪费,增加能耗。

  目前对锅炉风量及风速的控制仍处于人工或半人工状态,结合锅炉负荷及相关测量仪表,手动调节风量及风速,显然,这种控制方式,受人为因素影响大,控制不及时,即使有经验的操作工,也很难做到使锅炉长时间保持在**佳工作状态。

  针对以上问题,我们通过实时计量入炉煤粉的流量以及采用基于案例推理的专家系统来实现锅炉的优化配风。

  2煤粉计量及优化配风系统2.1总体方案总体方案如所示,安装在给粉机上的煤粉流量计量装置将测量及计算的数据通过用于过程控制的OLE(OPC)数据接口传到专家系统软件的数据库中;化验室的数据通过基于网络的B/S结构传到专家系统软件的数据库中;电厂分布式控制系统(DCS)中锅炉的运行数据存储在电厂信息中心的ORACLE数据库中,通过ActiveX数据对象(ActiveXDataObects,ADO)数据接口传到专家系统的数据库中。上述3组数据通过专家系统的综合分析及处理,就可以得到比较准确的煤粉流量和风速的优化指导值,以及实现数据显示、热效估计、生成报表和故障报警等功能。

  系统总体方案2.2煤粉流量计算煤粉流量的计量通过安装在给粉机下粉口专利技术设备,实现在线、实时、准确计量单台给粉机下粉量和整台锅炉输入的煤粉总量,可有效解决困扰电厂单台锅炉煤耗、效率的核算与考核问题。同时,可有效地防止各种原因造成的煤粉自流、下粉不均和一次风管堵塞,确保锅炉均匀送粉,降低机械与化学不完全燃烧损失,进而提高锅炉效率,降低发电煤耗,对于燃煤电厂安全经济运行,节能减排具有重大煤粉流量自动计量系统包括:煤粉均匀下料装置、速度测量装置、煤粉密度测量装置、煤粉冲量检测装置、煤粉在线取样校验装置和数据采集处理控制器(PLC)。

  2.3配风优化原理根据煤种的不同,通过化验得到煤中C、H、O和S的含量,计算出使煤完全燃烧需要多少空气,即理实际空气量。根据锅炉的工况、现场数据、现场经验和锅炉的相关参数,通过专家系统分析计算,合理分配一、二次风的风量及风速,为机组的优化燃烧提供科学的决策依据。采用基于案例推理的专家系统来实现锅炉的优化配风。优化策略如所示。

  配风优化策略图其中,案例库存储过去成功的案例用来进行案例推理,当新问题出现后,根据工况从案例库中检索出相匹配的案例,该案例如果能满足新样本的要求则重用输出结果,如果不能满足新样本的要求,则通过检索出的**相近的几个实例进行案例修改,修改后的案例作为案例库的新成员加以保存,同时输出案例修正后的**优设定值°8. 3指导风速计算其中,V4.a为理论空气量;碟(:、1、1、1分别为燃料中元素碳、硫、氢、氧的质量分数9.由于化验室并未对煤进行元素分析,氧的含量是未知的,而硫的含量并不对外公布,故上述算法不适用。当前采用的是通过煤粉高位热值计算理论空气量的方法。化验室化验的是高位热值,而化验单上是低位热值,通过公2012年(系统应用后)电负荷/MW热效率/% 5结论分析锅炉运行中存在的问题,实现了实时计算煤粉流量,对锅炉配风的原理做了详细分析,总结出了一套合理配风的方法,并与专家系统相结合。系统已经在现场运行,取得了不错的效果,对提高锅炉的热效率以及实现锅炉的节能减排具有重要的意义。

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