一種確定鍋爐運行氧量的方法、裝置及自動控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種確定鍋爐運行氧量的方法、裝置及自動控制系統，屬于鍋爐運行 氧量控制技術領域。
【背景技術】
[0002] 在現有技術中，為降低NOx排放濃度，煤粉鍋爐通常采用低NOx燃燒技術。與傳統的 煤粉燃燒技術相比，低NO x燃燒技術具有投資和運行費用低、技術成熟、減排效果明顯等優 點。結合圖1所示，現有的低NOx燃燒技術主要通過分離的燃盡風，在主燃區與燃盡區之間構 建了一個還原區，并利用主燃區欠氧燃燒產生的還原性氣體來還原主燃區中燃燒生成的少 量NO x，從而進一步減少NOx排放量。通常情況下，燃盡風在還原區上方補入，以保證鍋爐爐膛 出口存在一定的過量空氣，使爐膛內剩余的可燃物完全燃盡。
[0003] 其中，鍋爐爐膛出口的過量空氣量可通過鍋爐運行氧量進行表征，并采用電化學 氧量計實現在線測量。若鍋爐運行氧量過大，會增加排煙熱損失，降低鍋爐熱效率，同時還 會增加爐膛出口的NO x濃度;若運行氧量過小，又會增加不完全燃燒損失，導致燃料消耗量 增大。
[0004] 針對上述問題，現有技術采用的解決方案主要包括:通過建立鍋爐的網格化結構 模型以及煤粉燃燒所形成的各個理化過程的數學模型對鍋爐改變燃煤種類后的煤粉燃燒 過程進行模擬，以獲取鍋爐的各種氧量情況與鍋爐燃燒性能指標之間的對應關系，從而對 所述鍋爐的氧量進行調整。該解決方案以模型計算結果為調整依據，缺少試驗數據支撐，并 且計算所需模型較復雜，不適于工程應用。
[0005] 另外，還有一種通過獲取的負荷指令和實際負荷計算獲得主控風量值，再根據該 主控風量值、給水控制修正系數和CO濃度修正系數計算獲得風量參考值，并根據該風量參 考值設定調控風量。該解決方案僅考慮了鍋爐的燃燒效率，未涉及煙氣中的NO x濃度，因此 無法降低NOx排放濃度。
【發明內容】
[0006] 本發明為解決現有的低NOx燃燒技術存在的無法在保證高效燃燒的同時又能維持 低水平的爐膛出口 NOx濃度的問題，進而提出了一種確定鍋爐運行氧量的方法、裝置及自動 控制系統，具體包括如下的技術方案：
[0007] -種確定鍋爐運行氧量的方法，包括：
[0008] 獲得預定工況點的脫硝入口煙氣中的CO濃度以及NOx濃度；
[0009]確定當所述脫硝入口煙氣中的Co濃度小于預定值時的從^濃度的曲線斜率；
[0010] 根據所述曲線斜率達到最小值時對應的運行氧量值確定所述鍋爐運行氧量。
[0011] -種確定鍋爐運行氧量的裝置，包括：
[0012] 濃度確定單元，用于獲得預定工況點的脫硝入口煙氣中的CO濃度以及NOx濃度；
[0013] 曲線斜率確定單元，用于確定當所述脫硝入口煙氣中的CO濃度小于預定值時的 NOx濃度的曲線斜率；
[0014] 運行氧量確定單元，用于根據所述曲線斜率達到最小值時對應的運行氧量值確定 所述鍋爐運行氧量。
[0015] -種鍋爐運行氧量自動控制系統，包括:送風控制裝置、脫硝裝置以及確定鍋爐運 行氧量的裝置;所述脫硝裝置用于對鍋爐煙氣進行脫硝處理，所述確定鍋爐運行氧量的裝 置中的濃度確定單元設置在所述脫硝裝置的煙氣入口處，所述送風控制裝置用于根據所述 確定鍋爐運行氧量的裝置中的運行氧量確定單元確定的鍋爐運行氧量控制送風量。
[0016] 本發明的有益效果是：通過脫硝入口煙氣中的⑶濃度小于預定值時的NOx濃度的 曲線斜率能夠快速確定低NO x燃燒鍋爐的最佳運行氧量，實現了自動控制鍋爐的運行氧量， 在保證高效燃燒的同時又能維持低水平的爐膛出口 NOx濃度。
【附圖說明】
[0017] 圖1為現有技術中采用低NOx燃燒技術的鍋爐爐膛結構圖。
[0018] 圖2以示例的方式示出了確定鍋爐運行氧量的方法的流程圖。
[0019] 圖3以示例的方式示出了脫硝入口煙氣中的CO濃度與NOx濃度與鍋爐運行氧量的 關系圖。
[0020] 圖4以示例的方式示出了鍋爐運行氧量的曲線圖。
[0021 ]圖5以示例的方式示出了確定鍋爐運行氧量的裝置的結構圖。
[0022] 圖6以示例的方式示出了鍋爐運行氧量自動控制系統的結構圖。
[0023] 圖7以示例的方式示出了安裝有鍋爐運行氧量自動控制系統的鍋爐結構圖。
[0024] 圖8以示例的方式示出了鍋爐運行氧量自動控制系統的自動控制流程圖。
【具體實施方式】
[0025] 本【具體實施方式】提出了一種確定鍋爐運行氧量的方法，結合圖2所示，包括：
[0026] 步驟21，獲得預定工況點的脫硝入口煙氣中的CO濃度以及NOx濃度。
[0027]在鍋爐穩定負荷的狀態下，可選取運行氧量在1.5~7.0范圍內設置4~10個工況 點。在每個工況點下穩定運行時，獲得在脫硝系統的入口煙道測試脫硝入口煙氣中的NOx濃 度以及CO濃度。該NO x濃度以及CO濃度可通過MRU4000或TESTO系列煙氣分析儀檢測獲得。 [0028]步驟22，確定當脫硝入口煙氣中的CO濃度小于預定值時的NO x濃度的曲線斜率。
[0029] 圖3所示的是在該負荷條件下，CO和NOx濃度隨運行氧量變化的曲線。鍋爐在穩定 負荷下的鍋爐運行氧量以示例的方式可同時滿足下列兩個條件：
[0030] 1)脫硝入口煙氣中的CO濃度折算到6%含氧量下的數值小于600mg/m3;
[0031 ] 2)脫硝入口煙氣中的NOx濃度隨運行氧量變化的曲線斜率達到最小值。
[0032]可選的，該曲線斜率可通過以下公式確定：
[0034]其中，j表示按照運行氧量從小到大排列的工況點序號;η表示工況點的總數;1^表 示第j個工況點對應煙氣中的NOx濃度隨運行氧量變化的曲線斜率;表示第j個工況點對 應煙氣中氧量;C謙示第j個工況點對應煙氣中的NO x濃度折算到6%含氧量下的數值。
[0035]可選的，第j個工況點對應煙氣中的NOx濃度折算到6%含氧量下的數值可通過以 下公式確定：
[0037] 其中，表示第j個工況點實測煙氣中的NOx濃度或CO濃度，單位為ppm;K表示折算 系數，對于NOx，一般情況下可取K = 2.05，對于CO，一般情況下可取K = 1.25。
[0038] 步驟23，根據曲線斜率達到最小值時對應的運行氧量值確定鍋爐運行氧量。
[0039] 可選的，通過確定三個穩定負荷下的鍋爐運行氧量，即可獲得該鍋爐運行氧量與 鍋爐負荷之間的對應關系，從而確定鍋爐運行氧量。
[0040] 采用本【具體實施方式】提供技術方案，通過脫硝入口煙氣中的CO濃度小于預定值時 的NOx濃度的曲線斜率能夠快速確定低NO x燃燒鍋爐的最佳運行氧量，在保證高效燃燒的同 時又能維持低水平的爐膛出口 NOx濃度。
[0041 ]下面通過的實施例對本發明提出的確定鍋爐運行氧量的方法進行詳細說明。
[0042] 實施例一
[0043]在圖3所示的預定穩定負荷下，脫硝入口煙氣中CO和NOx濃度與運行氧量的具體數 值如下表所示。按照CO小于600mg/m3的原則篩選出前五行數據，分別計算出對應的k通如表 中最后一列所示，按照4最小的原則確定該負荷下的最佳運行氧量為3.25%。
[0045]對于圖4所示一臺容量等級為2000t/h的鍋爐最佳運行氧量曲線，其中的鍋爐主汽 流量即鍋爐負荷。通過求取任意鍋爐負荷下的最佳運行氧量的插值法示例。例如：當前鍋爐 負荷(主汽流量)為1200t/h，處于圖4中的(950,5.7)和（1440,3.5)兩點之間，則有：
[0047] 解出該負荷下最佳運行氧量為〇>4.58。
[0048] 鍋爐在試驗負荷段內任意負荷穩定運行時的鍋爐運行氧量，可以通過將預定負荷 下的至少一個運行氧量值通過插值法確定。由于鍋爐運行氧量一般只與鍋爐燃用煤質相 關，因此可設定為只有當鍋爐燃用煤質發生很大變化時，才需要重新獲取。
[0049] 本【具體實施方式】還