锅炉多火嘴炉膛燃烧优化控制方法

摘要

本发明属于锅炉炉膛燃烧控制方法，特别涉及多火嘴炉膛燃烧优化控制，适合四角切圆燃烧锅炉的燃烧监控。本发明在炉膛内布置多个火焰图象探测器，获取炉膛三维温度分布，然后通过检测数据拟合辐射能E同机组发电负荷N_E之间的关系式，测试火焰中心高度、火焰断面温度中心随各层、各角燃烧器燃料量、风量分配比例变化的变化规律，在根据负荷和锅炉主蒸汽压力反馈信号给出的锅炉总燃料量和总风量确定的情况下，根据火焰中心偏离其理想位置的状态给出各层、各角燃烧器中燃料量和风量的分配的控制指令，从而实现高效、低氮氧化物排放优化控制。

主权项

1.一种锅炉多火嘴炉膛燃烧优化控制方法，在炉膛四周不同高度不同角度布置火焰图象探测器，获取炉内燃烧二维辐射图象，再从图象上各点所对应的从炉内接受的辐射能同炉内三维空间中相关点辐射能的对应关系得到三维燃烧温度分布Ti，j，k，其特征为：(1)检测系统在锅炉运行中采集炉膛总辐射能水平E和机组发电负荷NE的数据，进行线性拟合得到：NE＝a0+a1E+a2E2+a3E3，其中$E=\underset{i,j,k}{\Sigma }{\sigma }_0{T}_{i,j,k}^4,$ σ0为斯蒂芬-玻尔茨曼常数；(2)对应不同负荷，测试建立相应总燃料量和总风量不变条件下，不同层燃烧器之间燃料量和风量分配比例变化时火焰中心高度变化的规律；(3)测试建立同层燃烧器之间燃料量和风量分配比例变化时火焰中心在水平面上的变化规律；(4)确定不同负荷所对应的火焰中心理想高度，某一负荷下总燃料量和总风量不变，改变燃料量和风量在各层燃烧器间的分配比例，记录锅炉蒸汽流量D和火焰中心高度H，若锅炉蒸汽流量D增加，则在相同改变方向进一步改变燃料量和风量在各层燃烧器间的分配比例，重复进行，直至蒸汽流量D减少发生，前一次火焰中心即为该负荷下火焰中心的理想位置；(5)负荷指令N经过前馈控制器产生负荷反馈信号，锅炉主蒸汽压力P和蒸汽压力设定值P”比较后经反馈控制器产生压力反馈信号，负荷反馈信号和压力反馈信号共同产生燃烧率指令信号F；(6)燃烧率指令信号F同机组发电能力NE比较，获得偏差信号R，R＝F-NE，偏差信号R和烟气含氧量信号O2均送进辐射能控制器，产生锅炉总燃料量TF和总风量TA控制指令；(7)根据火焰中心位置在高度方向的变化分配总燃料量和总风量沿炉膛高度的不同层燃烧器中的比例，如果火焰中心从理想位置上移，则减少总燃料量和总风量在上层燃烧器中的分配比例、增加总燃料量和总风量在下层燃烧器中的比例，反之亦然，燃料量和风量增减幅度按(2)中规律决定；(8)根据火焰中心位置在水平面上的偏移改变同层燃烧器中燃料量和风量在不同位置燃烧器的分配比例，如果火焰中心从炉膛几何中心偏向一侧，则应减少该侧燃烧器中分配的燃料量和风量，增加与之相对的另一侧燃烧器中分配的燃料器和风量，反之亦然，燃料量和风量增减的幅度按(3)中规律决定。