一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法及系统技术方案

本公开提供了一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法及系统，烟气CO、NOx含量与锅炉热损失、过量空气内在关系，制定以燃料量进行过量空气的粗调，CO、NOx含量自动校正氧量给定进行细调的新型燃烧优化控制策略，通过控制烟气一氧化碳含量的控制带及氮氧化物浓度，在满足安全和排放要求的前提下，在线控制烟气含氧量最佳工况点，使锅炉运行中的送风量与燃料量之间的比值始终自动保持最佳，解决了锅炉入炉煤质变化或燃烧器配风不当时，单一通过氧量控制无法实现送风量精确、快速控制的问题，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法及系统
本公开属于锅炉燃烧控制
，涉及一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。传统燃烧控制方案中，锅炉氧量给定只是负荷的简单函数，当锅炉入炉煤质变化，风量与燃料量的比例失调时，氧量给定值没有考虑煤质变化对氧量需求的变化，很难保证锅炉在最佳经济状态下运行。不论入炉煤质优劣、锅炉负荷如何变化，只要充分燃烧，CO含量都稳定在固定区域值内，一氧化碳控制不受煤质变化的影响。根据CO这一特性，当锅炉负荷、煤质变化时，就可以通过控制CO含量在一固定范围内(控制带)，这使得CO这种特征气体成为理想的控制对象。为追求高的锅炉效率，需要提高炉内燃烧温度以及使用较高的过量空气系数，以保证煤粉充分燃烧，但锅炉燃烧生成的NOx含量随过量空气系数的增加而增加，因此过剩氧量增多对锅炉的NOx控制是不利的，当烟气NOx含量超标时，有必要维持一定燃烧效率的前提下，适当降低降低氧量给定，保证NOx达标排放，但现有的控制方式并不能实现上述要求。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法及系统，本公开引入烟气CO、NOx含量的检测，利用CO、NOx含量与锅炉热损失、过量空气内在关系，研究新型燃烧优化控制策略，当煤质变化时，就可以通过控制CO、NOx含量在一固定范围内，去自动校正氧量给定，实现锅炉送风量快速、精确控制。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：首先，本公开提供一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法，用于实现当锅炉入炉煤质变化，风量与燃料量的比例失调时，自动校正氧量给定控制。在一些实施例中，一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法，包括以下步骤：检测烟气内CO含量，当CO含量超过设定控制带阈值时，利用CO含量对氧量给定值进行校正；检测烟气内NOx含量，当NOx含量超过设置阈值时，利用NOx含量对氧量给定值进行校正，实现校正烟气含氧量最优工况点。作为可选择的实施方式，所述控制方法还包括利用与燃料量指令对应的氧量作为风量调节的校正，以限制锅炉安全氧量。作为可选择的实施方式，燃料量经函数发生器对应的送风机动叶开度的前馈控制，形成前馈—反馈复合控制回路，实现锅炉送风量的快速控制。作为可选择的实施方式，当CO含量高于控制带上限或低于控制带下限时，切换至CO/02串级控制，实现CO含量自动校正氧量给定。作为进一步的限定，当烟气中CO含量高于控制带上限时，发进行校正，增加氧量调节过程中的给定值，从而使得送风量迅速增加，燃料充分燃烧，减少CO生成，直至CO含量低于控制带上限。作为进一步的限定，当烟气中CO含量低控制带下限时，进行校正，减少氧量调节过程中的给定值，从而使得送风量减少，CO量生成将增加，直到CO含量升至控制带范围之内。作为可选择的实施方式，当CO含量在设定控制带阈值范围内，不对氧量给定值进行校正。作为可选择的实施方式，当NOx含量小于设置阈值时，不对氧量给定值进行校正。作为可选择的实施方式，当NOx含量超过设置阈值时，进行校正，减少氧量调节过程中的给定值。其次，本公开提供一种基于烟气多组分检测的燃烧控制系统，用于实现上述控制方法的过程。在一些实施例中，一种基于烟气多组分检测的燃烧控制系统，包括：CO含量采集装置，用于获取锅炉燃烧的烟气中CO含量；CO含量控制器，用于将CO含量和设定的控制带阈值作比较，并在超过控制带阈值时，对氧量给定值进行校正；NOx含量采集装置，用于获取锅炉燃烧的烟气中NOx含量；NOx含量控制器，用于当NOx含量超过设置阈值时，利用NOx含量对氧量给定值进行校正；氧量校正调节器，用于校正负荷对应的风量需求，将实际需要的送风量送入锅炉。作为可选择的实施方式，还包括风量调节器和风量测量装置，风量测量装置获取实时风量，所述风量调节器接收氧量校正调节器的输出信号，结合燃烧量对应的风量给定，根据检测的风量信号，调节锅炉送风机的送风量。作为可选择的实施方式，所述NOx含量控制器包括串联的微分控制器和折线函数发生器。作为可选择的实施方式，所述CO含量控制器连接一切换开关，用于选择CO量校正控制方式。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开对氧量控制进行优化，解决了单一氧量检测无法准确判断燃烧效率的难题，引入烟气CO、NOx含量的检测，利用CO、NOx含量与锅炉热损失、过量空气内在关系，制定以燃料量进行过量空气的粗调，CO、NOx含量自动校正氧量给定进行细调的优化控制策略，当煤质变化时，就可以通过控制CO、NOx含量在一固定范围内，在满足安全和排放要求的前提下，在线控制烟气含氧量最佳工况点。本公开对风量控制环节进行优化，用燃料量指令对应的氧量去限制锅炉安全氧量，确保煤质变化引起耗氧量的变化时，锅炉富氧燃烧。本公开通过燃料量经函数发生器对应的送风机动叶开度的前馈控制，形成前馈—反馈复合控制回路，实现锅炉送风量的快速控制。本公开能够实现锅炉运行中的送风量与燃料量之间的比值始终自动保持最佳，解决了锅炉入炉煤质变化或燃烧器配风不当时，单一通过氧量控制无法实现送风量精确、快速控制的问题，具有良好的应用前景。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1是传统的基于负荷简单校正氧量给定的风量控制原理示意图。图2是实施例的控制优化工作原理示意图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
中所述的，如图1所示，在传统燃烧控制方案，锅炉氧量给定值只是负荷的简单函数，但锅炉入炉煤质变化，风量与燃料量的比例失调时，燃烧系统中的烟气最佳含氧量工况点将发生变化，控制系统中的锅炉氧量给定值没有设计自动校正，造成锅炉严重过氧或缺氧燃烧。本公开根据烟气CO、NOx含量与锅炉热损失、过量空气内在关系，制定以燃料量进行过量空气的粗调，CO、NOx含量自动校正氧量给定进行细调的新型燃烧优化控制策略，通过控制烟气一氧化碳含量的控制带及氮氧化物浓度，在满足安全和排放要求的前提下，在线控制烟气含氧量最佳工况点，使锅炉运行中的送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法，其特征是：包括以下步骤：/n检测烟气内CO含量，当CO含量超过设定控制带阈值时，利用CO含量对氧量给定值进行校正；/n检测烟气内NOx含量，当NOx含量超过设置阈值时，利用NOx含量对氧量给定值进行校正，实现校正烟气含氧量最优工况点。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法，其特征是：包括以下步骤：
检测烟气内CO含量，当CO含量超过设定控制带阈值时，利用CO含量对氧量给定值进行校正；
检测烟气内NOx含量，当NOx含量超过设置阈值时，利用NOx含量对氧量给定值进行校正，实现校正烟气含氧量最优工况点。


2.如权利要求1所述的一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法，其特征是：还包括利用与燃料量指令对应的氧量作为风量调节的校正，以限制锅炉安全氧量；以及利用燃料量校正送风量给定的前馈—反馈复合控制回路，实现风量快速控制。


3.如权利要求1所述的一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法，其特征是：当CO含量高于控制带上限或低于控制带下限时，切换至CO/02串级控制，实现CO含量自动校正氧量给定。


4.如权利要求1所述的一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法，其特征是：当烟气中CO含量高于控制带上限时，发进行校正，增加氧量调节过程中的给定值，从而使得送风量迅速增加，燃料充分燃烧，减少CO生成，直至CO含量低于控制带上限。


5.如权利要求1所述的一种基于烟气多组分检测的燃烧控制方法，其特征是：当烟气中CO含量低控制带下限时，进行校正，减少氧量调节过程中的给定值，从而使得送风量减少，CO量生成将增加，直到CO含量升至控制带范围之内。

【专利技术属性】
技术研发人员：魏静，刘晓玲，张力，陈志强，刘卫华，董建康，郝振华，胡冠，李书才，薛广伟，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37