Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,4/25/2010,#,Haimen,thermal,power,plant,of,Huaneng,Group,-The,research,based,on,O2,/,CO,ultra,supercritical,boiler,burning,control,technology,冯庭有 1，庞力平 2，孙伟鹏 1，曾壁群 1,1 华能海门电厂，广东 汕头 515132,2 华北电力大学，北京，102206,冯庭有，男 1985-，大学本科，,华能海门电厂，副值长，工程师，,从事大型火电机组运行管理及其优化工作。,Haimen,thermal,power,plant,of,Huaneng,Group,Huaneng,Group,subsidiary,Huaneng,Haimen,Power,Plant,is,located,in,Huaneng,Haimen,town,Chaoyang,Haimen,District,Power,Shantou,City,Plant,Guangdong,Province,China,southeast,corner,of,Hongdong,village.,which,have,installed,four,million-kilowatt,coal-fired,units.,The,power,plant,of,the,economic,and,technical,indicators,leading,domestic,has,won,the,Asia,PowerTechnology,Innovation,Award,the,National,Labor,Award,National,High,Quality,Gold,Award,and,other,honorary,titles.,通过采集某电厂,1036MW,机组锅炉一个月运行数据分析，发现,高负荷时烟气排放,CO,偏大，额定负荷时最大影响锅炉效率,0.6%,，,对应导致供电煤耗增大 ABSTRACT 1.22g/Kw.h，严重影响锅炉运行平安及效,率。针对煤粉炉及燃用混煤的锅炉，燃烧率变化易造成燃烧不稳定,及参数波动大、锅炉效率降低等问题，通过分析燃烧特性曲线，本,文试图从反平衡计算手段出发，基于燃烧控制技术和自适应优化控,制技术，通过寻优，实现各阶段负荷下锅炉效率、煤耗最经济。,INTRODUCTION,NO.1-最正确燃烧,NO.2-锅炉实际运行,NO.3-燃烧控制措施,NO.4-燃烧控制策略,确保煤粉在炉内完全燃烧是锅,炉经济性和平安性的保障，燃烧是否,完全，除了飞灰含碳量指标的监视，,在线显示的排烟 CO 含量能及时反响,燃烧完全情况。锅炉排烟 CO 含量,高，会导致锅炉效率减低，加剧受热,面金属外表腐蚀，燃烧不完全会引起,尾部烟道积碳，引起尾部二次燃烧和,脱硫 GGH 堵塞。由于印尼煤有可观,的价格较优势，成为我国东部沿海地,区火电厂燃用的重要煤种之一。所,以，机组投入商业运行以来，大局部,时间锅炉均为单烧印尼煤种，面对印,尼煤的高挥发份高、水份高、粘度,大，热值变化大等系列极端特性，由,此带来一系列问题。,2.1 最正确过量空气系数,锅炉烟气成分中，,O2,和,CO,存,在一定的关系，而且可以发现用,CO 可以更加准确的找到最正确氧量,值，也就是说用 CO 可以更加准确,的分析燃烧效率的上下。过量空气,系数的大小是决定燃烧和燃尽程,度的关键,2,。如果过量空气系数,过大，将使,q2,增加，而且从环,保角度看，,NOx,的排放量此时也将,增加。反之，过小，就会产生不,完全燃烧热损失和黑烟。因此，总,存在一个位于两者之间的区段。如,图,1,所,示,，,在,该,区,域,内,热,损,最,小,，,而热效率最高。,2.2 最正确锅炉效率及供电煤耗,A,、,锅,炉,效,率,B,、,锅,炉,排,烟,损,失,C,、,气,体,不,完,全,燃,烧,热,损,失,D,、,全,厂,供,电,标,准,煤,耗,率,=100 (q 2+q 3+q 4+q 5+q 6),%,Q 2 H py-py H 0 Ik(100-q 4),q 2=100=,%,Q r Q r,q,3,=,236,C,ar,+,0.375,S,ar,CO,100,q,4,100,%,Q,r,RO,2,+,CO,100,),*,n,b,p,q,cp,(,29.270*,b,cp,=,*(1,ap,),2.3 最正确过量空气系数,大型锅炉烟道截面很大，烟气又缺少,大规模的混合，结果存在较严重的气体分,层现象，如模拟图，且浓度随时间和负荷,而变化；而通常在烟道截面上测点的个数,有限，因此所测得的,O2,与实际值有一定,误差。因而烟气含氧量缺乏以反映燃烧器,各局部局部的完全燃烧情况。所以它也不,能根本地评价出燃烧状态的好坏。而测量,烟气中的 CO 含量可以防止上述问题，即,使过量空气量超过给定值，通过测量 CO,含量即可指示出燃料的不完全燃烧状态，,而且不受煤质和负荷变化的影响，且大气,中没有,CO,，不会因漏气造成误差，可以,直接测量可燃物，还可以有效地防止黑,烟。,然而，实际,锅炉在组织燃烧,时，由于煤种偏,离设计值、锅炉,容量、机组负,荷、燃烧控制技,术等相关因素的,影响下，往往偏,离最正确工况，导,致排烟损失或气,体不完全燃烧偏,离较大，严重影,响锅炉平安及效,月各负荷均,值下 O2、,CO,、锅炉排烟损,失,q2,、气体不完,全燃烧损失,q3,对,应动态分布曲,线,然而，实际,锅炉在组织燃烧,时，由于煤种偏,离设计值、锅炉,容量、机组负,荷、燃烧控制技,术等相关因素的,影响下，往往偏,离最正确工况，导,致排烟损失或气,体不完全燃烧偏,离较大，严重影,响锅炉平安及效,率。图,3,为一个,月各负荷均,值下 O2、,CO,、锅炉排烟损,失,q2,、气体不完,全燃烧损失,q3,对,应动态分布曲,线,由曲线可以发现：,1 CO 在低于 650MW，近似为 0。在高于 950MW 后明显增大；对应 q3-气体不完全,燃烧迅速增大，最大为 1036MW 下的 1.27%；,2 氧量在低于 550MW 后明显增大；对应 q2-排烟损失增大，400MW 为 5.32%；,3 q2+q3 叠加曲线 5，呈凹形。在 2-3 月份运行工况下，负荷大于 950MW，锅炉效,率下降明显，1036MW 额定工况下，效率影响 0.6%。影响供电煤耗 1.22g/KW.h。,图,CO,浓度对,q,3,影响曲线,图,锅炉效率对供电煤耗影响曲线,4.1,锅炉燃烧完全指标标准,1 锅炉排烟 CO 含量标准：低于 900MW 在 100mg/Nm3 以下，1000MW 在,300mg/Nm3,以下，,1036MW,在,500mg/Nm3,以下；,2 飞灰含碳量：燃烧印尼煤或接近印尼煤小于 0.7%，燃烧优混煤或接近优,混煤小于 1.5%；,3 炉渣含碳量：燃烧印尼煤或接近印尼煤小于 0.7%，燃烧优混煤或接近优,混煤小于 1.5%；,4 受热面管屏吸热偏差小于 1.15；,5 炉膛宽度 O2 偏差小于 15%。,4.2,锅炉排烟,CO,控制值,当燃煤热值低于表中热值，总煤量到达表中煤量，值班员要进行燃烧调整，调平锅,系数及实际煤种情况，得出,950MW,、,1000MW,、,1036MW,对应总风量及,CO,控制值，煤质,越差，所需送风量越高。,4.2,锅炉排烟,CO,控制值,当燃煤热值低于表中热值，总煤量到达表中煤量，值班员要进行燃烧调整，调平锅,炉燃烧，尽可能降低 CO，特别是高负荷。如图 6 所示，当变煤种时，基于最正确过量空气,系数及实际煤种情况，得出 950MW、1000MW、1036MW 对应总风量及 CO 控制值，煤质,越差，所需送风量越高。,以额定,负荷为例，,设计煤耗,375t/h,，总,风量,3400t/h,，锅,炉尾部烟气,氧量控制在,2.75,，能确,保,CO,小于,400mg/m3,，随着煤质,变差，风量,要求不断增,大，以确保,以额定,负荷为例，,设计煤耗,375t/h,，总,风量,3400t/h,，锅,炉尾部烟气,氧量控制在,2.75,，能确,保,CO,小于,400mg/m3,，随着煤质,变差，风量,要求不断增,大，以确保,燃烧所需氧,5.1,自适应优化控制,锅炉的风量控制虽然是根据锅炉负荷指令而计算出的理论空气流量来进行,的，但还必须经氧量修正，才能与运行过程中煤质和负荷的变化相适应，进一步,5.1,自适应优化控制,锅炉的风量控制虽然是根据锅炉负荷指令而计算出的理论空气流量来进行,的，但还必须经氧量修正，才能与运行过程中煤质和负荷的变化相适应，进一步,保证最正确风/煤比，使煤粉在炉膛中能完全燃烧，保证燃烧的经济与平安。,5.1,自适应优化控制,对于送风控制系统，一般为带,O2,修正的串级系统，在过量空气系数较小时，,CO 值增大且变化较快，此时把 CO 作为控制信号较为适宜，但过量空气系数较大,时，CO 值变小且稳定、变化缓慢，这时用 CO 作为控制信号那么不适宜。,方式；,式；,由于漏风造成误差那么手动设偏置 BIAS 纠正。,CO,含量增量，根据,CO,变化量和上一周期输出控制量决定本次控制量。,5.1,自适应优化控制,对于送风控制系统，一般为带 O2 修正的串级系统，在过量空气系数较小时，,CO 值增大且变化较快，此时把 CO 作为控制信号较为适宜，但过量空气系数较大,时，CO 值变小且稳定、变化缓慢，这时用 CO 作为控制信号那么不适宜。,1 CO 低于 100ppm 时，判断 O2 测量的准确性，保持氧量修正的串级 PI 控制,方式；,2 CO 高于 200ppm 时，判断 O2 测量的准确性，进入 O2&CO 优化控制方,式；,3 CO 介于 100 至 200ppm 时，假设为氧量修正控制方式且当前氧量值过高,由于漏风造成误差那么手动设偏置 BIAS 纠正。,控制原那么以 O2/CO 最正确值为指标，寻找最正确的风/煤比。在每个采样周期测量,CO 含量增量，根据 CO 变化量和上一周期输出控制量决定本次控制量。,5.2,寻优曲线,实际锅炉燃烧调整，特别是高负荷，如何确保锅炉高效燃烧，这主要由锅,炉排烟损失、气体不完全燃烧损失所决定，如何区别损失之和最小，保证锅炉效,率最高是燃烧调整的关键。,5.2,寻优曲线,实际锅炉燃烧调整，特别是高负荷，如何确保锅炉高效燃烧，这主要由锅,炉排烟损失、气体不完全燃烧损失所决定，如何区别损失之和最小，保证锅炉效,率最高是燃烧调整的关键。,q 2 K 1 +K 2 (t py t 1),q 3 3.2 CO,如何获得最正确，使得 取,得最小值，通过遗传法计算,获得改煤种下额定负荷对应,最正确过量空气系数，如图所,示。,如何获得最正确，使得 取,得最小值，通过遗传法计算,获得改煤种下额定负荷对应,最正确过量空气系数，如图所,示。,86+0754-88191666,Thank,you,！,地址：广东省汕头市潮阳区海门镇,洪洞村华能海门电厂运行部；,：515071,1 发现高负荷时 CO 严重影响锅炉效率，额定负荷时最大影响锅炉效率,0.6%，对应导致供电煤耗增大 1.22g/KW.h，严重影响锅炉运行平安及效率。,并及时采取了对应措施控制烟气排放 CO。,2 通过实际锅炉燃烧总结、分析、计算、寻优，得出了一簇锅炉高负荷下,不同煤量下总风量及 CO 控制曲线，以指导实际运行。,3 提出了一种自适应风煤比燃烧优化控制系统，以优化锅炉燃烧，特别是,CO 控制。有待进一步验证并下装新燃烧控制逻辑。,