專利名稱：分級分布式鍋爐風粉在線控制方法
技術領域：
本發明涉及中間儲倉式燃煤發電機組鍋爐風粉在線監測系統，尤其是涉及分 級分布式鍋爐風粉在線控制方法。
背景技術：
鍋爐風粉在線監測系統已在國內發電廠中應用多年，但由于鍋爐運行中需要 與其他系統協調一致的配合及給粉機性能的不穩定，使得鍋爐運行中存在各個燃 燒器的一、二次風比例和過量空氣偏離正常范圍，導致不完全燃燒，鍋爐效率降 低，嚴重時著火后延，燃燒不穩。當煤粉量過多時，又導致管道阻力大，風量減 少而發生煤粉沉積，危及安全運行。此外煤粉偏多的燃燒器附近將形成不足的還 原性氣氛區，使灰的融化溫度降低，從而引起局部結渣。
目前中間儲倉式燃煤發電機組鍋爐風粉在線監測系統，司爐可根據鍋爐風粉 在線監測所顯示的數據進行操作，即采用各燃燒器煤粉濃度(代替給粉量)為反 饋量，實現各燃燒器煤粉濃度的手動閉環控制和主蒸汽壓力的手動閉環控制；該 系統雖然可以保證各燃燒器煤粉濃度基本相等，但僅能滿足負荷在穩定工況條件 下主蒸汽壓力的穩定；由于實際運行中鍋爐負荷是在不斷的變化以適應電網要求， 因此該鍋爐風粉在線監測系統不能滿足現場需要。
發明內容
本發明的目的在于提供一種分級分布式控制模型。在不改變原協調控制系統 的特性情況下，實現每層一次風管內煤粉濃度和風速的均衡控制，即煤粉濃度相 同、風速相同。在給粉機啟停過程中，對協調系統無擾動。
為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案
本發明所述的分級分布式鍋爐風粉在線控制方法，模仿司爐對給粉機的調節 過程，在保證主風管給煤粉量和鍋爐爐膛內每一層風管內一次風、二次風的總風 速一定的條件下，對鍋爐爐膛內各燃燒器的煤粉濃度和每層風管一次風、二次風 的風速分別進行均衡閉環控制；
所述各燃燒器煤粉濃度均衡閉環控制既控制位于同 一層各風管內 一次風的給粉濃度相等，也在給粉機轉速總量不變的前提下，調節各給粉機轉速實現同一
層各風管內煤粉濃度均衡；
所述每層風管一次風風速、二次風風速均衡閉環控制即在保證每層各風管 內煤粉濃度相等的條件下，使每層各風管內的一次風速、二次風速相等。
所述鍋爐爐膛內的風管層數自下而上為四層或多層；當為四層風管時，對位 于第三/四層風管的給粉機進行自動啟/停控制即根據負荷升/降、主汽管道壓力 的高低、下層給粉機的轉速和啟停間隔時間的不同工況，控制第三/四層風管的給
粉機自動啟/停；當機組正在升負荷、下層給粉機轉速大于400轉/分時，開始按 間隔20秒時間啟動上層給粉機；當機組正在降負荷、下層給粉機轉速小于350 轉/分時，開始按間隔90秒時間啟動停層給粉機。
本發明由于采取通過對主閉環回路與多個輔助閉環回路進行分級控制相結 合方式，因此既實現了協調回路的控制目標，同時又實現了煤粉濃度均衡的控制 目標。主回路對總變量進行控制，即對總給煤粉量、每層風管總一次風速、總二 次風速進行控制；輔助回路實現均衡控制，即控制每層風管內的煤粉濃度相等、 每層風管的一次風速相等、二次風速相等。因此不但實現了完全與機爐協調控制 系統、主蒸汽壓力控制系統兼容，而且使各有關控制系統更加穩定。其優點具體 體現在
1、 用于中儲式燃煤發電機組DCS燃燒控制系統，實現了風粉系統的閉環控制， 在50%以上負荷調整過程中實現了全程自動化。
2、 具備煤粉濃度、 一次風速、二次風速均衡控制和給粉機自動啟停，抗干擾 能力強，顯著提高了鍋爐燃燒的安全性、穩定性和經濟性。
3、 對于220麗機組，負荷在100 220MW荷區間內，無需人工的操作，并實 現如下目標
煤粉均衡控制指標同層風管煤粉濃度偏差動態達到不大于士O. 05Kg/Kg，穩 態達到不大于士O. 03Kg/Kg;
一次風風速控制指標同層風管一次風速偏差動態達到不大于±2米/秒，穩 態達到不大于±1.5米/秒；
二次風風速控制指標同層風管二次風速偏差動態達到不大于±3米/秒，穩態達到不大于±2米/秒。
第三/四層給粉析、(上層給粉機)自動啟動后，能夠自動投入鍋爐風粉在線控 制系統。
圖1是本發明的機爐協調控制部分系統原理圖。
圖2是本發明的給粉控制部分系統原理圖。 圖3是本發明的一次風控制部分系統原理圖。 圖4是本發明的煤粉濃度設定值產生回路原理圖。 圖5是本發明的煤粉濃度均衡控制回路原理圖。 圖6是本發明的一次風速均衡控制回路原理圖。 圖7是本發明的二次風速均衡控制回路原理圖。 圖8是本發明的給粉量串聯法控制原理圖。
具體實施例方式
如圖所示，本發明所述的分級分布式鍋爐風粉在線控制方法，模仿司爐對給 粉機的調節過程，在保證主風管給煤粉量和鍋爐爐膛內每一層風管內一次風、二 次風的總風速一定的條件下，對鍋爐爐膛內各燃燒器的煤粉濃度和每層風管一次 風、二次風的風速分別進行均衡閉環控制；
所述各燃燒器煤粉濃度均衡閉環控制既控制位于同一層各風管內一次風的 給粉濃度相等，也在給粉機轉速總量不變的前提下，調節各給粉機轉速實現同一 層各風管內煤粉濃度均衡；
所述每層風管一次風風速、二次風風速均衡閉環控制即在保證每層各風管 內煤粉濃度相等的條件下，使每層各風管內的一次風速、二次風速相等。
所述鍋爐爐膛內的風管層數自下而上為四層或多層；當為四層風管時，對位 于第三/四層風管的給粉機進行自動啟/停控制即根據負荷升/降、主汽管道壓力 的高低、下層給粉機的轉速和啟停間隔時間的不同工況，控制第三/四層風管的給 粉機自動啟/停；當機組正在升負荷、下層給粉機轉速大于400轉/分時，開始按
間隔20秒時間啟動上層給粉機；當機組正在降負荷、下層給粉機轉速小于350 轉/分時，開始按間隔90秒時間停層給粉機。在協調控制方式下，機組負荷上升時，在投給粉機轉速必然提高，當轉速高
于400轉/分，需要增加給粉機臺數。這時，不斷啟動上層給粉機并投入自動。同 層兩臺以上給粉機投入自動時，可以投入該層給粉濃度控制回路，實現該層給粉 機煤粉濃度的均衡調節。
在協調控制方式下，機組負荷降時，在投給粉機轉速必然下降，當轉速小于 350轉/分，需要減少給粉機臺數。這時，不斷停止上層給粉機并退出自動。同層 只有一臺給粉機運行時，該層給粉機自動退出煤粉濃度調節。
權利要求
1、分級分布式鍋爐風粉在線控制方法，其特征在于模仿司爐對給粉機的調節過程，在保證給煤粉總量和鍋爐爐膛內每一層風管內一次風、二次風的總風速一定的條件下，對鍋爐爐膛內各燃燒器的煤粉濃度和每層風管一次風、二次風的風速分別進行均衡閉環控制；所述各燃燒器煤粉濃度均衡閉環控制既控制位于同一層各風管內一次風的給粉濃度相等，也在給粉機轉速總量不變的前提下，調節各給粉機轉速實現同一層各風管內煤粉濃度均衡；所述每層風管一次風風速、二次風風速均衡閉環控制即在保證每層各風管內煤粉濃度相等的條件下，使每層各風管內的一次風速、二次風速相等。
2、 根據權利要求1所述的分級分布式鍋爐風粉在線控制方法，其特征在于 所述鍋爐爐膛內的風管層數自下而上為四層或多層；當為四層風管時，對位于第 三/四層風管的給粉機進行自動啟/停控制即根據負荷升/降、主汽管道壓力的高 低、下層給粉機的轉速和啟停間隔時間的不同工況，控制第三/四層風管的給粉機 自動啟/停；當機組正在升負荷、下層給粉機轉速大于400轉/分時，開始按間隔 20秒時間啟動上層給粉機；當機組正在降負荷、下層給粉機轉速小于 350轉/分時，開始按間隔90秒時間停層給粉機。
全文摘要
本發明公開了一種分級分布式鍋爐風粉在線控制方法，模仿司爐對給粉機的調節過程，在保證主風管給煤粉量和鍋爐爐膛內每一層風管內一次風、二次風的總風速一定的條件下，對鍋爐爐膛內各燃燒器的煤粉濃度和每層風管一次風、二次風的風速分別進行均衡閉環控制；既控制位于同一層各風管內一次風的給粉濃度相等，也在給粉機轉速總量不變的前提下，調節各給粉機轉速實現同一層各風管內煤粉濃度均衡；在保證每層各風管內煤粉濃度相等的條件下，使每層各風管內的一次風速、二次風速相等。本發明由于采取通過對主閉環回路與多個輔助閉環回路進行分級控制相結合方式，因此既實現了協調回路的控制目標，同時又實現了煤粉濃度均衡的控制目標。
文檔編號F23L9/00GK101303129SQ20081005016
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月27日 優先權日2008年6月27日
發明者劉海寶 申請人:鄭州科試控制技術有限公司