一种减小AGC运行下锅炉炉膛出口左右偏差的燃烧调整方法与流程

本发明涉及四角切圆锅炉燃烧技术领域，具体地说，涉及一种减小agc运行下锅炉炉膛出口左右偏差的燃烧调整方法。

背景技术：

我国大型燃煤电站锅炉燃烧方式有切圆燃烧和对冲燃烧方式，切圆燃烧方式的燃烧器采用墙式切圆燃烧大风箱结构，实现全摆动，与水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀，同时燃烧器布置于四面墙上，形成一个大切圆。对冲燃烧的燃烧器在两面墙上或在同一条轴线上相对布置，燃料和空气喷入炉膛后各自扩展，并在中心撞击后形成上升火焰的燃烧方式。包括前后墙对冲、侧墙对冲和四角对冲。

其中采用四角切圆燃烧方式的居多。四角切圆燃烧锅炉炉膛火焰充满度好，燃尽度高，炉内温度场分布合理，煤种适应性强，且运行操作简单。但是采用这种燃烧方式，缺点是炉膛高度有限，炉内旋转上升气流在炉膛出口仍存在残余旋转，会造成水平烟道两侧出现烟速和烟温和汽温偏差，这使过热器和再热器管屏两侧出现吸热不均，进而引起过热器与再热器系统的汽温偏差。烟温和汽温偏差对过热器和再热器的危害较大，容易造成超温爆管，因为管子过热导致泄露事故的比例占因四管泄露造成锅炉非计划停运事故的53％，因此，烟温和汽温偏差对电厂的安全性与经济性有很大影响。

为消除或控制炉膛出口气流的残余旋转，以减小烟温和汽温偏差，国内外学者发展了多种消旋手段，大体分为以下两种方式：

一是优化锅炉结构如优化折焰角结构、合理布置屏式受热面等，但是要在锅炉设计制造时就提前考虑或者后期进行停炉结构改造，费时费力，成本较高；

二是利用二次风或sofa风反切等。但现有消除或减小锅炉炉膛出口烟温和汽温偏差的方法存在以下问题：

(1)虽然锅炉的上部二次风或sofa风已进行反切操作，但烟温和汽温偏差仍未得到改善，这是因为反切风喷口位置、层数、角度和反切动量等参数选取存在困难，且会由于炉膛内气流旋转的减弱而影响锅炉的燃烧稳定。

(2)事实上无论是利用二次风还是sofa风反切消除偏差均不能适用于锅炉运行的全负荷过程。

现在电厂一般通过高温过热器出口汽温的两侧偏差，并结合两侧过热器减温水流量的偏差，来反映锅炉两侧烟温(汽温)偏差，这种评价标准一是忽略两侧入口汽温不同的影响，二是未把减温水流量的偏差与过热器出口汽温的偏差折算成一个统一的指标进行衡量，不够准确。

在锅炉的实际运行中，当负荷、配风方式和燃料变化时，炉膛出口残余旋转的大小甚至方向会随之发生改变，固定不变的反切参数只能应对某个固定不变的运行状况，并不能适用于锅炉运行中全负荷变参数的消偏。同时随着火电机组深度调峰技术的实施，机组的负荷多变，在锅炉全负荷变参数运行中无法解决炉膛出口左右偏差的问题。

技术实现要素：

本发明的目的为提供一种减小agc运行下锅炉炉膛出口左右偏差的燃烧调整方法，能够在锅炉全负荷变参数运行中动态有效地解决炉膛出口左右偏差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的减小agc运行下锅炉炉膛出口左右偏差的燃烧调整方法包括以下步骤：

(1)获取锅炉dcs数据，并根据锅炉dcs数据判断炉膛出口左右偏差方向，并计算炉膛出口左右偏差大小；

(2)根据炉膛出口左右偏差方向确定燃尽风的左右两侧角风门开度值的相对大小；

(3)根据炉膛出口左右偏差大小选取燃尽风的层数，并设置燃尽风左右两侧角风门开度偏差值；

(4)在锅炉agc运行下循环步骤(1)～(3)，动态设置燃尽风的层数和燃尽风左右两侧角风门开度偏差值，减小炉膛出口左右偏差。

上述技术方案中，本发明的减小agc运行下锅炉炉膛出口左右偏差的燃烧调整方法，在锅炉agc运行下，根据机组dcs数据进行炉膛出口左右偏差的方向判断和大小计算，自动选取燃尽风层数和设置左右两侧的角风门开度差值。通过电厂日常运行操作，可以实现减小炉膛出口左右偏差的目的，且对烟气污染物排放和锅炉效率不会产生不利影响。

作为优选，炉膛出口左右偏差为过热器总吸热量两侧偏差，计算方法如下：

qgr^a＝qqp^a(hqp-out^a-hqp-in^a)+qjw1^a(hhp-in^a-hjw1^a)+qhp^a(hhp-out^a-hhp-in^a)+qjw2^a(hgg-in^b-hjw2^a)+qgg^a(hgg-out^a-hgg-in^a)

qgr^b＝qqp^b(hqp-out^b-hqp-in^b)+qjw1^b(hhp-in^b-hjw1^b)+qhp^b(hhp-out^b-hhp-in^b)+qjw2^b(hgg-in^a-hjw2^b)+qgg^b(hgg-out^b-hgg-in^b)

δqgr＝(qgr^a-qgr^b)/qgr^b×100％

式中：

qgr^a——过热器a侧总吸热量，kj；

qgr^b——过热器b侧总吸热量，kj；

δqgr——过热器总吸热量两侧偏差，％；

qqp^a——前屏蒸汽a侧流量，t/h，按前屏进口蒸汽流量的1/2计算；

hqp-out^a——前屏出口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hqp-in^a——前屏进口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qjw1^a——i级减温水a侧流量，t/h；

hhp-in^a——后屏进口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hjw1^a——i级减温水a侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qhp^a——后屏蒸汽a侧流量，t/h，按后屏进口蒸汽流量的1/2计算；

hhp-out^a——后屏出口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qjw2^a——ii级减温水a侧流量，t/h；

hgg-in^b——高过进口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hjw2^a——ii级减温水a侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qgg^a——高过a侧蒸汽流量，t/h，按高过出口蒸汽流量的1/2计算；

hgg-out^a——高过出口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hgg-in^a——高过进口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qqp^b——前屏蒸汽b侧流量，t/h，按前屏进口蒸汽流量的1/2计算；

hqp-out^b——前屏出口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hqp-in^b——前屏进口蒸汽b侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qjw1^b——i级减温水b侧流量，t/h；

hhp-in^b——后屏进口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hjw1^b——i级减温水b侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qhp^b——后屏蒸汽b侧流量，t/h，按后屏进口蒸汽流量的1/2计算；

hhp-out^b——后屏出口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qjw2^b——ii级减温水b侧流量，t/h；

hgg-in^a——高过进口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hjw2^b——ii级减温水b侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qgg^b——高过b侧蒸汽流量，t/h，按高过出口蒸汽流量的1/2计算；

hgg-out^b——高过出口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

a侧即炉膛出口左侧，b侧即炉膛出口右侧。

上述所有部件，包括过热器、前屏蒸汽、前屏出口、后屏进口、i级减温水、i级减温水、后屏蒸汽、后屏出口、ii级减温水、高过进口、ii级减温水、高过、高过出口、前屏进口蒸汽、高过进口均为锅炉固有部件，此处不做赘述。

作为优选，步骤(3)中，对于已选的燃尽风层，同一层的燃尽风在同一侧的两个角风门开度相同，不同侧的角风门开度设置差值，对于未选的燃尽风层，四个角风门开度相同。

作为优选，燃尽风的角风门的开度调整范围为0％～100％。

作为优选，若炉膛出口左右偏差为5％～10％，则选取上两层燃尽风，设置左右两侧的角风门开度差值为15％。若炉膛出口左右偏差为10％～15％，则选取上三层燃尽风，设置左右两侧的角风门开度差值为20％。若炉膛出口左右偏差为15％～20％，则选取全部燃尽风层，设置左右两侧的角风门开度差值为30％。

作为优选，步骤(4)中，每次调节后循环的间隔时间为8～10min。

上述减小agc运行下锅炉炉膛出口左右偏差的燃烧调整方法通过四角切圆燃烧煤粉锅炉实现，锅炉的燃尽风门布置在锅炉炉膛内的水冷壁四角上，包括依次竖直向下排列的若干层。每一个燃尽风门的开度调整范围为0％～100％。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的减小agc运行下锅炉炉膛出口左右偏差的燃烧调整方法，在不需要对锅炉结构进行改造的前提下，可以根据dcs数据计算炉膛出口左右偏差的方向和大小，灵活地选取不同层数的燃尽风，设置不同方向和大小的左右两侧角风门开度差值，以达到在锅炉agc运行下变负荷变参数运行中动态调整减小炉膛出口左右偏差的目的。还可以减小因炉膛出口左右两侧烟气流量的偏差对过热器、再热器、scr脱硝催化剂的磨损，且对锅炉烟气污染物排放和锅炉效率不会产生不利影响。

附图说明

图1为本发明实施例的锅炉沿炉膛高度方向的结构示意图；

图2为本发明实施例的锅炉的炉膛一次风水平方向的示意图；

图3为本发明实施例的锅炉的炉膛sofa风水平方向的示意图；

图4为本发明实施例的锅炉两侧汽温偏差情况；

图5为本发明实施例的锅炉两侧烟温偏差情况；

图6为本本发明实施例的燃烧调整方法的流程图；

图7为本发明实施经调整前后炉膛出口左右两侧偏差对比图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例

参见图1至图3，本实施例的锅炉为660mw锅炉，其包括锅炉炉膛1、水冷壁2、燃尽风门3、一次风门4和二次风门5。一次风门4和二次风门5布置在锅炉炉膛1内的水冷壁2的四角上，包括依次竖直向下排列的六层，燃尽风门3布置在锅炉炉膛1内的水冷壁2的四角上，包括依次竖直向下排列的五层。

参见图2，由一次风门4吹入的一次风和由二次风门5吹入的二次风形成的四角切圆为顺时针旋转，旋转气流在锅炉炉膛1出口处的残余旋转造成炉膛出口处烟温和汽温左高右低。参见图3，燃尽风门3吹入的燃尽风的四角切圆形成最大角度的逆时针反切，但只能消除部分烟温和汽温偏差。

如图4所示，本实施例的锅炉的高过出口汽温左右两侧偏差高达15℃，另外如图5所示，烟温偏差达到100℃以上，而且随着负荷的变化，锅炉炉膛1出口左右偏差的方向(即偏差为左高右低或左低右高)和大小也随之发生改变。该锅炉运行过程中不能根据偏差的变化情况动态地改变燃尽风反切的角度来减弱偏差，说明固定不变的燃尽风反切消旋并不能完全消除变负荷变参数过程中的炉膛出口左右两侧偏差。

本实施例的减小agc运行下锅炉炉膛出口左右偏差的燃烧调整方法，对上述锅炉的炉膛出口左右偏差进行调整，以减少偏差大小，其过程如图6所示，包括以下步骤：

s100，首先获取锅炉的dcs数据，通过dcs数据判断炉膛出口左右偏差的方向为左低右高，计算出炉膛出口左右偏差值大于5％小于10％，计算方式如下：

qgr^a＝qqp^a(hqp-out^a-hqp-in^a)+qjw1^a(hhp-in^a-hjw1^a)+qhp^a(hhp-out^a-hhp-in^a)+qjw2^a(hgg-in^b-hjw2^a)+qgg^a(hgg-out^a-hgg-in^a)

qgr^b＝qqp^b(hqp-out^b-hqp-in^b)+qjw1^b(hhp-in^b-hjw1^b)+qhp^b(hhp-out^b-hhp-in^b)+qjw2^b(hgg-in^a-hjw2^b)+qgg^b(hgg-out^b-hgg-in^b)

δqgr＝(qgr^a-qgr^b)/qgr^b×100％

式中：

qgr^a——过热器a侧，即炉膛出口左侧总吸热量，kj；

qgr^b——过热器b侧，即炉膛出口右侧总吸热量，kj；

δqgr——过热器总吸热量两侧偏差，％；

qqp^a——前屏蒸汽a侧流量，t/h，按前屏进口蒸汽流量的1/2计算；

hqp-out^a——前屏出口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hqp-in^a——前屏进口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qjw1^a——i级减温水a侧流量，t/h；

hhp-in^a——后屏进口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hjw1^a——i级减温水a侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qhp^a——后屏蒸汽a侧流量，t/h，按后屏进口蒸汽流量的1/2计算；

hhp-out^a——后屏出口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qjw2^a——ii级减温水a侧流量，t/h；

hgg-in^b——高过进口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hjw2^a——ii级减温水a侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qgg^a——高过a侧蒸汽流量，t/h，按高过出口蒸汽流量的1/2计算；

hgg-out^a——高过出口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hgg-in^a——高过进口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qqp^b——前屏蒸汽b侧流量，t/h，按前屏进口蒸汽流量的1/2计算；

hqp-out^b——前屏出口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hqp-in^b——前屏进口蒸汽b侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qjw1^b——i级减温水b侧流量，t/h；

hhp-in^b——后屏进口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hjw1^b——i级减温水b侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qhp^b——后屏蒸汽b侧流量，t/h，按后屏进口蒸汽流量的1/2计算；

hhp-out^b——后屏出口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qjw2^b——ii级减温水b侧流量，t/h；

hgg-in^a——高过进口a侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

hjw2^b——ii级减温水b侧比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

qgg^b——高过b侧蒸汽流量，t/h，按高过出口蒸汽流量的1/2计算；

hgg-out^b——高过出口b侧蒸汽比焓，kj/kg，根据蒸汽温度、压力查表取得；

上述a侧即炉膛出口左侧，b侧即炉膛出口右侧。

s200，设置上三层燃尽风左侧角风门开度大于右侧，即上三层燃尽风每层的角风门开度皆为左侧(#1、#2角，且#1、#2角风门开度相同)大于右侧(#3、#4角，且#3、#4角风门开度相同)，且开度差值为15％，未做左右偏置设置的燃尽风左右两侧四个角风门开度相同。

s300，锅炉agc变负荷变参数运行下，通过dcs数据动态判断和计算炉膛出口左右偏差的方向和大小，相应选择燃尽风角风门开度偏差的正负，合理选取设置燃尽风偏差的层数和偏差值大小，做到在锅炉agc变负荷变参数运行下动态燃烧调整，减小炉膛出口左右偏差。

经过调整后，agc运行下锅炉全负荷范围内炉膛出口两侧偏差低于5％，如图7所示。调整后进入scr的烟气流量两侧偏差比调整前降低了34.33％。调整前后scr入口nox浓度降低了12.32％。调整前后锅炉效率分别为93.64％和93.58％，锅炉效率仅变化0.06％，可见本实施例的燃烧调整方法不会对锅炉效率产生不利影响。

本发明的调整方法能够适用于agc下锅炉变负荷变参数运行，有效地降低炉膛出口左右偏差(烟温偏差、汽温偏差及烟气流量偏差)，提高了锅炉的安全性与经济性，同时本发明的燃烧调整方法不会对炉膛出口nox排放和锅炉效率产生不利影响。

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