一种塔式炉合理降低co浓度的自动控制方法
技术领域
1.本发明涉及一种塔式炉合理降低co浓度的自动控制方法，属于锅炉节能减排技术领域。


背景技术：

2.目前，为了适应国家环保管控锅炉排放烟气中nox浓度需求，较多大型燃煤锅炉采取低氧燃烧运行方式。燃煤锅炉采用低氧燃烧运行方式时，虽然能够降低锅炉排放烟气中nox浓度，但是锅炉排放烟气中co浓度可能会大幅度增加，同时锅炉飞灰含碳量也会相应增加，从而导致锅炉未完全燃烧损失相应增加，锅炉热效率降低，锅炉水冷壁高温腐蚀可能性增加，锅炉经济性、安全性大幅度降低。
3.研究分析表明，当锅炉排放烟气中co浓度大幅度增加时，适当增加锅炉总体氧量，可以有效降低锅炉排放烟气中co浓度。但是如果过量增加锅炉总体氧量，将会导致锅炉排烟损失增加，锅炉总体经济性下降。因此确定合理的锅炉排放烟气中co浓度控制值，并进行有效控制是非常必要的。
4.现有大型燃煤锅炉中，因为燃烧工况影响，锅炉排放烟气中的co实际测量浓度波动幅度非常剧烈，经常发生跳跃性大幅度变化，难以有效进行合理有效直接控制。
5.因此现在锅炉排放烟气中co实际浓度测点仅作为监视之用，未能够有效对锅炉排放烟气中co浓度进行合理自动控制调整，无法满足合理降低锅炉排放烟气中co浓度的需求。
6.有鉴于上述的缺陷，本发明以期创设一种塔式炉合理降低co浓度的自动控制方法，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种塔式炉合理降低co浓度的自动控制方法。
8.本发明的一种塔式炉合理降低co浓度的自动控制方法，具体步骤为：
9.s1、合理确定塔式炉排放烟气中的co浓度控制设定值；
10.s2、合理确定塔式炉排放烟气中的co浓度控制被调值；
11.s3、当co浓度控制设定值与被调值产生偏差时，自动合理修正锅炉氧量，达到控制co浓度的目的。
12.进一步的，所述s1中co浓度控制设定值的确定方法为：
13.s11、分别在50％、75％、100％稳定负荷阶段，进行燃烧调整试验，根据锅炉排放烟气中co浓度，简称co、锅炉氧量，简称o2、排烟温差，简称t
排
、飞灰含碳量，简称c
fh
、炉渣含碳量，简称c
lz
，计算锅炉热效率，简称η，锅炉热效率的计算方法为：
14.(1)排烟热损失：
15.q2＝100％
×
3.55
×
((21/(21-o2)+0.2)+0.44)
×
t
排
/10000
16.(2)化学未完全燃烧热损失：
17.q3＝100％
×
3.2
×
10-4
×
co
×
21/(21-o2)
18.(3)机械未完全燃烧热损失：
[0019][0020]
(4)散热损失q5、灰渣物理热损失q6数值较小，可忽略不计；
[0021]
(5)锅炉热效率：η＝100-q2+q3+q4+q5+q6[0022]
其中：co单位ppm；o2单位％；t
排
单位℃，
[0023]
s12、不同稳定负荷阶段，逐渐提高锅炉总体氧量，工况稳定后，检查co浓度、锅炉氧量、含碳量、排烟温差等变化情况，计算锅炉热效率；
[0024]
s13、通过上述相关燃烧调整试验，根据各个不同稳定负荷阶段下，取最小锅炉热效率时的co浓度值为co浓度控制设定值，从而确定最佳co浓度控制设定值。
[0025]
进一步的，所述s2中co浓度控制被调值的确定方法为：
[0026]
s21、塔式炉co浓度测点取至锅炉排放烟气中a、b侧两个测点，当a、b测点品质正常时，经过国电智深edpf-nt控制系统中的“模拟量二选一算法”，简称sel2x模块判断后，输出一定值；当a、b测点品质全坏时，经过sel2x模块判断发出“co测点故障”信号；
[0027]
s22、该co浓度实际测量值晃动幅度较大，必须经过一定程度地故障滤波；s21中的输出值，经过两级串联国电智深edpf-nt控制系统中的“超前/滞后环节算法”，简称leadlag模块整定后，输出一定值；leadlag模块内部整定参数根据co浓度测点实际变化情况而定，该值作为co浓度控制被调值。
[0028]
进一步的，所述s3中当co浓度控制设定值与被调值产生偏差时，自动合理修正锅炉氧量的控制方法为：
[0029]
s31、当co浓度控制设定值与被调值产生偏差时，通过国电智深edpf-nt控制系统中的“比例积分调节器”，简称pid，进行自动调整，输出值为自动修正氧量值；
[0030]
s32、当机组负荷大于50％时，该比例积分调节器输出值正常输出，即自动修正氧量值；当机组负荷小于50％时，该比例积分调节器输出值强制为0。
[0031]
s33、该比例积分调节器输出值，即自动修正氧量值，叠加至原锅炉氧量控制值中，形成最终锅炉氧量控制值，对锅炉氧量进行自动控制。
[0032]
进一步的，所述s31中比例积分调节器的具体参数决定方式为：
[0033]
s311、该比例积分调节器的比例系数、积分时间，根据现场燃烧调整试验决定；
[0034]
s312、该比例积分调节器的输出值，即自动修正氧量值，的上限值、下限值，根据现场燃烧调整试验决定；
[0035]
s313、该比例积分调节器的调节死区，根据现场燃烧调整试验决定；
[0036]
s314、当发生co浓度控制被调值测点故障、mft保护动作、rb保护动作、co浓度控制设定值与被调值偏差大时，通过国电智深edpf-nt控制系统中的“带限值器及可调偏置的软手操器算法”模块，简称ma，退出该自动调整功能。
[0037]
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
[0038]
首先，本发明通过相关燃烧调整试验确定了最佳的co浓度控制设定值，从而确保实现锅炉最佳的燃烧工况；该co浓度控制设定值与机组负荷呈现一定线性关系，简洁清晰，
便于自动调节控制。
[0039]
其次，本发明针对co实际测量浓度波动剧烈这一特点，通过相关滤波功能，合理确定了co浓度控制被调值，从而能够达到满足自动调整控制co浓度的条件。
[0040]
最后，本发明通过相应自动调节功能，自动合理控制co浓度，无须人工干预调整，能够保证co浓度长时间维持在最佳水平，大大提高了锅炉燃烧经济性和安全性，避免了能源的浪费。
[0041]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0042]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0043]
图1是本发明co浓度自动修正氧量控制系统图。
具体实施方式
[0044]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0045]
为了降低锅炉排放烟气中nox浓度，该1000mw塔式炉部分阶段采取低氧燃烧运行方式。燃煤锅炉采用低氧燃烧运行方式时，虽然能够降低锅炉排放烟气中nox浓度，但是锅炉排放烟气中co浓度可能会大幅度增加，同时锅炉飞灰含碳量也会相应增加，从而导致锅炉未完全燃烧损失相应增加，锅炉热效率降低，锅炉水冷壁高温腐蚀可能性增加，锅炉经济性、安全性大幅度降低。
[0046]
研究分析表明，当锅炉排放烟气中co浓度大幅度增加时，适当增加锅炉总体氧量，可以有效降低锅炉排放烟气中co浓度。但是如果过量增加锅炉总体氧量，将会导致锅炉排烟损失增加，锅炉总体经济性下降。因此确定合理的锅炉排放烟气中co浓度控制值，并进行有效控制是非常必要的。
[0047]
为了合理降低1000mw塔式炉锅炉排放烟气中co浓度，本发明的塔式炉合理降低co浓度的自动控制方法，详细步骤如下：
[0048]
s1、合理确定1000mw塔式炉排放烟气中的co浓度控制设定值。
[0049]
s11、分别在50％、75％、100％稳定负荷阶段，进行燃烧调整试验。根据锅炉排放烟气中co浓度(简称co)、锅炉氧量(简称o2)、排烟温差(简称t
排
)、飞灰含碳量(简称c
fh
)、炉渣含碳量(简称c
lz
)，计算锅炉热效率(简称η)，锅炉热效率的计算方法为：
[0050]
(1)排烟热损失：
[0051]
q2＝100％
×
3.55
×
((21/(21-o2)+0.2)+0.44)
×
t
排
/10000
[0052]
(2)化学未完全燃烧热损失：
[0053]
q3＝100％
×
3.2
×
10-4
×
co
×
21/(21-o2)
[0054]
(3)机械未完全燃烧热损失：
[0055][0056]
(4)散热损失q5、灰渣物理热损失q6数值较小，可忽略不计。
[0057]
(5)锅炉热效率：η＝100-q2+q3+q4+q5+q6[0058]
备注：co(单位ppm)；o2(单位％)；t
排
(单位℃)。
[0059]
s12、不同稳定负荷阶段，逐渐提高锅炉总体氧量，工况稳定后，检查co浓度、锅炉氧量、含碳量、排烟温差等变化情况，计算锅炉热效率。
[0060]
s13、通过上述相关燃烧调整试验，根据各个不同稳定负荷阶段下，取最小锅炉热效率时的co浓度值为co浓度控制设定值，从而确定最佳co浓度控制设定值。详见下表：
[0061]
表1负荷与co浓度控制设定值函数关系表
[0062][0063]
s2、合理确定1000mw塔式炉排放烟气中的co浓度控制被调值，如图1所示。
[0064]
s21、该1000mw塔式炉co浓度测点取至锅炉排放烟气中a、b侧两个测点。当a、b测点品质正常时，经过国电智深edpf-nt控制系统中的“模拟量二选一算法”(简称sel2x)模块判断后，输出一定值；当a、b测点品质全坏时，经过sel2x模块判断发出“co测点故障”信号。
[0065]
s22、该co浓度实际测量值晃动幅度较大，必须经过一定程度地故障滤波。s21中的输出值，经过两级串联国电智深edpf-nt控制系统中的“超前/滞后环节算法”(简称leadlag)模块整定后，输出一定值；leadlag模块内部整定参数根据co浓度测点实际变化情况而定。该值作为co浓度控制被调值。
[0066]
s3、当co浓度控制设定值与被调值产生偏差时，自动合理修正锅炉氧量的控制方法，如图1所示。
[0067]
s31、当co浓度控制设定值与被调值产生偏差时，通过国电智深edpf-nt控制系统中的“比例积分调节器”(简称pid)进行自动调整，输出值为自动修正氧量值。
[0068]
s311、该pid的比例系数、积分时间，根据现场燃烧调整试验决定。
[0069]
s312、该pid的输出值(即自动修正氧量值)的上限值、下限值，根据现场燃烧调整试验决定。
[0070]
s313、该pid的调节死区，根据现场燃烧调整试验决定。
[0071]
s314、当发生co浓度控制被调值测点故障、mft保护动作、rb保护动作、co浓度控制设定值与被调值偏差大时，通过国电智深edpf-nt控制系统中的“带限值器及可调偏置的软手操器算法”(简称ma)模块，退出该自动调整功能。
[0072]
s32、当机组负荷大于50％时，该比例积分调节器输出值(即自动修正氧量值)正常输出；当机组负荷小于50％时，该比例积分调节器输出值强制为0。
[0073]
s33、该比例积分调节器输出值(即自动修正氧量值)叠加至原锅炉氧量控制值中，形成最终锅炉氧量控制值，对锅炉氧量进行自动控制。
[0074]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技
术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。