一种确定锅炉运行氧量的方法、装置及自动控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种确定锅炉运行氧量的方法、装置及自动控制系统，属于锅炉运行氧量控制技术领域。所述方法包括：获得预定工况点的脱硝入口烟气中的CO浓度以及NOx浓度；确定当所述脱硝入口烟气中的CO浓度小于预定值时的NOx浓度的曲线斜率；根据所述曲线斜率达到最小值时对应的运行氧量值确定所述锅炉运行氧量。本发明专利技术通过脱硝入口烟气中的CO浓度小于预定值时的NOx浓度的曲线斜率能够快速确定低NOx燃烧锅炉的最佳运行氧量，实现了自动控制锅炉的运行氧量，在保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口NOx浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种确定锅炉运行氧量的方法、装置及自动控制系统，属于锅炉运行 氧量控制

技术介绍
在现有技术中，为降低NOx排放浓度，煤粉锅炉通常采用低NOx燃烧技术。与传统的 煤粉燃烧技术相比，低NO x燃烧技术具有投资和运行费用低、技术成熟、减排效果明显等优 点。结合图1所示，现有的低NOx燃烧技术主要通过分离的燃尽风，在主燃区与燃尽区之间构 建了一个还原区，并利用主燃区欠氧燃烧产生的还原性气体来还原主燃区中燃烧生成的少 量NO x，从而进一步减少NOx排放量。通常情况下，燃尽风在还原区上方补入，以保证锅炉炉膛 出口存在一定的过量空气，使炉膛内剩余的可燃物完全燃尽。 其中，锅炉炉膛出口的过量空气量可通过锅炉运行氧量进行表征，并采用电化学 氧量计实现在线测量。若锅炉运行氧量过大，会增加排烟热损失，降低锅炉热效率，同时还 会增加炉膛出口的NO x浓度;若运行氧量过小，又会增加不完全燃烧损失，导致燃料消耗量 增大。 针对上述问题，现有技术采用的解决方案主要包括:通过建立锅炉的网格化结构 模型以及煤粉燃烧所形成的各个理化过程的数学模型对锅炉改变燃煤种类后的煤粉燃烧 过程进行模拟，以获取锅炉的各种氧量情况与锅炉燃烧性能指标之间的对应关系，从而对 所述锅炉的氧量进行调整。该解决方案以模型计算结果为调整依据，缺少试验数据支撑，并 且计算所需模型较复杂，不适于工程应用。 另外，还有一种通过获取的负荷指令和实际负荷计算获得主控风量值，再根据该 主控风量值、给水控制修正系数和CO浓度修正系数计算获得风量参考值，并根据该风量参 考值设定调控风量。该解决方案仅考虑了锅炉的燃烧效率，未涉及烟气中的NO x浓度，因此 无法降低NOx排放浓度。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的低NOx燃烧技术存在的无法在保证高效燃烧的同时又能维持 低水平的炉膛出口 NOx浓度的问题，进而提出了一种确定锅炉运行氧量的方法、装置及自动 控制系统，具体包括如下的技术方案： -种确定锅炉运行氧量的方法，包括： 获得预定工况点的脱硝入口烟气中的CO浓度以及NOx浓度；确定当所述脱硝入口烟气中的Co浓度小于预定值时的从^浓度的曲线斜率； 根据所述曲线斜率达到最小值时对应的运行氧量值确定所述锅炉运行氧量。 -种确定锅炉运行氧量的装置，包括： 浓度确定单元，用于获得预定工况点的脱硝入口烟气中的CO浓度以及NOx浓度； 曲线斜率确定单元，用于确定当所述脱硝入口烟气中的CO浓度小于预定值时的 NOx浓度的曲线斜率； 运行氧量确定单元，用于根据所述曲线斜率达到最小值时对应的运行氧量值确定 所述锅炉运行氧量。 -种锅炉运行氧量自动控制系统，包括:送风控制装置、脱硝装置以及确定锅炉运 行氧量的装置;所述脱硝装置用于对锅炉烟气进行脱硝处理，所述确定锅炉运行氧量的装 置中的浓度确定单元设置在所述脱硝装置的烟气入口处，所述送风控制装置用于根据所述 确定锅炉运行氧量的装置中的运行氧量确定单元确定的锅炉运行氧量控制送风量。 本专利技术的有益效果是：通过脱硝入口烟气中的⑶浓度小于预定值时的NOx浓度的 曲线斜率能够快速确定低NO x燃烧锅炉的最佳运行氧量，实现了自动控制锅炉的运行氧量， 在保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口 NOx浓度。【附图说明】 图1为现有技术中采用低NOx燃烧技术的锅炉炉膛结构图。 图2以示例的方式示出了确定锅炉运行氧量的方法的流程图。 图3以示例的方式示出了脱硝入口烟气中的CO浓度与NOx浓度与锅炉运行氧量的 关系图。 图4以示例的方式示出了锅炉运行氧量的曲线图。图5以示例的方式示出了确定锅炉运行氧量的装置的结构图。 图6以示例的方式示出了锅炉运行氧量自动控制系统的结构图。 图7以示例的方式示出了安装有锅炉运行氧量自动控制系统的锅炉结构图。 图8以示例的方式示出了锅炉运行氧量自动控制系统的自动控制流程图。【具体实施方式】 本【具体实施方式】提出了一种确定锅炉运行氧量的方法，结合图2所示，包括： 步骤21，获得预定工况点的脱硝入口烟气中的CO浓度以及NOx浓度。在锅炉稳定负荷的状态下，可选取运行氧量在1.5~7.0范围内设置4~10个工况 点。在每个工况点下稳定运行时，获得在脱硝系统的入口烟道测试脱硝入口烟气中的NOx浓 度以及CO浓度。该NO x浓度以及CO浓度可通过MRU4000或TESTO系列烟气分析仪检测获得。 步骤22，确定当脱硝入口烟气中的CO浓度小于预定值时的NO x浓度的曲线斜率。 图3所示的是在该负荷条件下，CO和NOx浓度随运行氧量变化的曲线。锅炉在稳定 负荷下的锅炉运行氧量以示例的方式可同时满足下列两个条件： 1)脱硝入口烟气中的CO浓度折算到6%含氧量下的数值小于600mg/m3; 2)脱硝入口烟气中的NOx浓度随运行氧量变化的曲线斜率达到最小值。可选的，该曲线斜率可通过以下公式确定：其中，j表示按照运行氧量从小到大排列的工况点序号;η表示工况点的总数;1^表 示第j个工况点对应烟气中的NOx浓度随运行氧量变化的曲线斜率;表示第j个工况点对 应烟气中氧量;C谦示第j个工况点对应烟气中的NO x浓度折算到6%含氧量下的数值。可选的，第j个工况点对应烟气中的NOx浓度折算到6%含氧量下的数值可通过以 下公式确定： 其中，表示第j个工况点实测烟气中的NOx浓度或CO浓度，单位为ppm;K表示折算 系数，对于NOx，一般情况下可取K = 2.05，对于CO，一般情况下可取K = 1.25。 步骤23，根据曲线斜率达到最小值时对应的运行氧量值确定锅炉运行氧量。 可选的，通过确定三个稳定负荷下的锅炉运行氧量，即可获得该锅炉运行氧量与 锅炉负荷之间的对应关系，从而确定锅炉运行氧量。 采用本【具体实施方式】提供技术方案，通过脱硝入口烟气中的CO浓度小于预定值时 的NOx浓度的曲线斜率能够快速确定低NO x燃烧锅炉的最佳运行氧量，在保证高效燃烧的同 时又能维持低水平的炉膛出口 NOx浓度。下面通过的实施例对本专利技术提出的确定锅炉运行氧量的方法进行详细说明。 实施例一在图3所示的预定稳定负荷下，脱硝入口烟气中CO和NOx浓度与运行氧量的具体数 值如下表所示。按照CO小于600mg/m3的原则筛选出前五行数据，分别计算出对应的k通如表 中最后一列所示，按照4最小的原则确定该负荷下的最佳运行氧量为3.25%。对于图4所示一台容量等级为2000t/h的锅炉最佳运行氧量曲线，其中的锅炉主汽 流量即锅炉负荷。通过求取任意锅炉负荷下的最佳运行氧量的插值法示例。例如：当前锅炉 负荷(主汽流量)为1200t/h，处于图4中的(950,5.7)和（1440,3.5)两点之间，则有： 解出该负荷下最佳运行氧量为〇>4.58。 锅炉在试验负荷段内任意负荷稳定运行时的锅炉运行氧量，可以通过将预定负荷 下的至少一个运行氧量值通过插值法确定。由于锅炉运行氧量一般只与锅炉燃用煤质相 关，因此可设定为只有当锅炉燃用煤质发生很大变化时，才需要重新获取。 本【具体实施方式】还当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定锅炉运行氧量的方法，其特征在于，包括：获得预定工况点的脱硝入口烟气中的CO浓度以及NOx浓度；确定当所述脱硝入口烟气中的CO浓度小于预定值时的NOx浓度的曲线斜率；根据所述曲线斜率达到最小值时对应的运行氧量值确定所述锅炉运行氧量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李金晶，付俊杰，张清峰，赵振宁，焦开明，赵计平，韩志成，李乐义，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11