本發(fā)明屬于電站鍋爐，具體地說是一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、生物質(zhì)作為可再生的零碳排放燃料，在碳減排方面有得天獨厚的優(yōu)勢。如何通過生物質(zhì)耦合發(fā)電利用現(xiàn)有大型燃煤機組的高效及環(huán)保優(yōu)勢大幅度降低其碳排放，是目前的關(guān)注熱點。

2、隨著生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展，煤粉耦合生物質(zhì)氣發(fā)電技術(shù)逐漸得到應(yīng)用，生物質(zhì)氣作為一種零碳能源，其有效合理使用，可以減少燃煤鍋爐燃煤量，進(jìn)而降低碳排放量。同時，生物質(zhì)氣是一種具有還原性質(zhì)的混合氣體，對燃煤鍋爐爐膛出口nox排放具有一定的抑制作用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法及系統(tǒng)，其以切圓燃燒鍋爐為研究對象，在保證燃煤鍋爐穩(wěn)定運行的前提下，盡可能減少煤量、增加生物質(zhì)氣使用量，同時降低爐膛出口煙氣nox含量。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法，其包括：

3、將切圓燃燒鍋爐的煤以層為單位噴入爐膛燃燒；

4、根據(jù)目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒比例，計算目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒量和各投運燃燒器層目標(biāo)煤量；

5、控制各投運給煤機給煤量，保持各投運燃燒器層煤量相同；

6、根據(jù)各投運燃燒器層煤量和風(fēng)煤比曲線，計算各投運燃燒器層目標(biāo)一次風(fēng)量；

7、根據(jù)目標(biāo)主燃區(qū)過量空氣系數(shù)，計算各投運燃燒器層目標(biāo)二次風(fēng)量；

8、控制各投運燃燒器層一次風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)門和二次風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)門，使各投運燃燒器層一次風(fēng)量和二次風(fēng)量分別達(dá)到目標(biāo)一次風(fēng)量、二次風(fēng)量；

9、根據(jù)煤量、生物質(zhì)氣摻燒量和目標(biāo)再燃區(qū)過量空氣系數(shù)，計算目標(biāo)再燃風(fēng)量；

10、控制再燃風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)門，使再燃風(fēng)量達(dá)到目標(biāo)再燃風(fēng)量；

11、根據(jù)煤量、生物質(zhì)氣摻燒量和目標(biāo)燃盡區(qū)過量空氣系數(shù)，計算目標(biāo)燃盡風(fēng)量；

12、控制燃盡風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)門，使燃盡風(fēng)量達(dá)到目標(biāo)燃盡風(fēng)量。

13、進(jìn)一步地，目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒量cs的計算公式為：cs＝cr×α；其中，cr為燃煤鍋爐總?cè)剂狭浚瑃/h；α為目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒比例。

14、進(jìn)一步地，第n層投運燃燒器層目標(biāo)煤量cmn的計算公式為：cmn＝cr×(1-α)/n。

15、進(jìn)一步地，第n層投運燃燒器層目標(biāo)二次風(fēng)量fen的計算公式為：fen＝cmn×tm×β-fyn；其中，tm為煤的理論空氣量，t/t；β為目標(biāo)主燃區(qū)過量空氣系數(shù)，fyn為第n層投運燃燒器層一次風(fēng)量，t/h。

16、進(jìn)一步地，目標(biāo)再燃風(fēng)量fz的計算公式為：fz＝(cm×tm+cs×ts)×γ-fy-fe；其中，cm為燃煤鍋爐總煤量，t/h；fy為燃煤鍋爐總一次風(fēng)量，t/h；fe為燃煤鍋爐總二次風(fēng)量，t/h；ts為生物質(zhì)氣的理論空氣量，t/t；γ為目標(biāo)再燃區(qū)過量空氣系數(shù)。

17、進(jìn)一步地，目標(biāo)燃盡風(fēng)量fr的計算公式為：fr＝(cm×tm+cs×ts)×θ-fy-fe-fz；其中，θ為目標(biāo)燃盡區(qū)過量空氣系數(shù)。

18、本發(fā)明還提供另一種技術(shù)方案：一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，其包括煤量計算單元、生物質(zhì)氣量計算單元、一次風(fēng)量計算單元、二次風(fēng)量計算單元、再燃風(fēng)量計算單元、燃盡風(fēng)量計算單元、煤量調(diào)節(jié)單元、一次風(fēng)量調(diào)節(jié)單元、二次風(fēng)量調(diào)節(jié)單元、再燃風(fēng)量調(diào)節(jié)單元、燃盡風(fēng)量調(diào)節(jié)單元；

19、所述煤量計算單元：根據(jù)目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒比例，計算各投運燃燒器層目標(biāo)煤量；

20、所述生物質(zhì)氣量計算單元：根據(jù)目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒比例，計算目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒量；

21、所述一次風(fēng)量計算單元：根據(jù)各投運燃燒器層煤量和風(fēng)煤比曲線，計算各投運燃燒器層目標(biāo)一次風(fēng)量；

22、所述二次風(fēng)量計算單元：根據(jù)目標(biāo)主燃區(qū)過量空氣系數(shù)，計算各投運燃燒器層目標(biāo)二次風(fēng)量；

23、所述再燃風(fēng)量計算單元：根據(jù)煤量、生物質(zhì)氣摻燒量和目標(biāo)再燃區(qū)過量空氣系數(shù)，計算目標(biāo)再燃風(fēng)量；

24、所述燃盡風(fēng)量計算單元：根據(jù)煤量、生物質(zhì)氣摻燒量和目標(biāo)燃盡區(qū)過量空氣系數(shù)，計算目標(biāo)燃盡風(fēng)量；

25、所述煤量調(diào)節(jié)單元：控制各投運給煤機給煤量，保持各投運燃燒器層煤量相同；

26、所述一次風(fēng)量調(diào)節(jié)單元：控制各投運燃燒器層一次風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)門，使各投運燃燒器層一次風(fēng)量達(dá)到目標(biāo)一次風(fēng)量；

27、所述二次風(fēng)量調(diào)節(jié)單元：控制各投運燃燒器層二次風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)門，使各投運燃燒器層二次風(fēng)量達(dá)到目標(biāo)二次風(fēng)量；

28、所述再燃風(fēng)量調(diào)節(jié)單元：控制再燃風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)門，使再燃風(fēng)量達(dá)到目標(biāo)再燃風(fēng)量。

29、所述燃盡風(fēng)量調(diào)節(jié)單元：控制燃盡風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)門，使燃盡風(fēng)量達(dá)到目標(biāo)燃盡風(fēng)量。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在燃煤鍋爐全負(fù)荷下，通過調(diào)整煤量、生物質(zhì)氣量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、再燃風(fēng)量和燃盡風(fēng)量，在保證燃煤鍋爐穩(wěn)定運行的前提下，可減少煤量、增加生物質(zhì)氣使用量，同時降低爐膛出口煙氣nox含量。

技術(shù)特征：

1.一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法，其特征在于，目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒量cs的計算公式為：cs＝cr×α；其中，cr為燃煤鍋爐總?cè)剂狭?，t/h；α為目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒比例。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法，其特征在于，第n層投運燃燒器層目標(biāo)煤量cmn的計算公式為：cmn＝cr×(1-α)/n；cr為燃煤鍋爐總?cè)剂狭?，t/h；α為目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒比例。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法，其特征在于，第n層投運燃燒器層目標(biāo)二次風(fēng)量fen的計算公式為：fen＝cmn×tm×β-fyn；其中，cmn為第n層投運燃燒器層目標(biāo)煤量；tm為煤的理論空氣量，t/t；β為目標(biāo)主燃區(qū)過量空氣系數(shù)，fyn為第n層投運燃燒器層一次風(fēng)量，t/h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法，其特征在于，目標(biāo)再燃風(fēng)量fz的計算公式為：fz＝(cm×tm+cs×ts)×γ-fy-fe；其中，cm為燃煤鍋爐總煤量，t/h；tm為煤的理論空氣量，t/t；cs為目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒量；fy為燃煤鍋爐總一次風(fēng)量，t/h；fe為燃煤鍋爐總二次風(fēng)量，t/h；ts為生物質(zhì)氣的理論空氣量，t/t；γ為目標(biāo)再燃區(qū)過量空氣系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法，其特征在于，目標(biāo)燃盡風(fēng)量fr的計算公式為：fr＝(cm×tm+cs×ts)×θ-fy-fe-fz；其中，cm為燃煤鍋爐總煤量，t/h；tm為煤的理論空氣量，t/t；cs為目標(biāo)生物質(zhì)氣摻燒量；ts為生物質(zhì)氣的理論空氣量，t/t；θ為目標(biāo)燃盡區(qū)過量空氣系數(shù)；fy為燃煤鍋爐總一次風(fēng)量，t/h；fe為燃煤鍋爐總二次風(fēng)量，t/h；fz為目標(biāo)再燃風(fēng)量，t/h。

7.一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括煤量計算單元、生物質(zhì)氣量計算單元、一次風(fēng)量計算單元、二次風(fēng)量計算單元、再燃風(fēng)量計算單元、燃盡風(fēng)量計算單元、煤量調(diào)節(jié)單元、一次風(fēng)量調(diào)節(jié)單元、二次風(fēng)量調(diào)節(jié)單元、再燃風(fēng)量調(diào)節(jié)單元和燃盡風(fēng)量調(diào)節(jié)單元；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述的二次風(fēng)量計算單元中，

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述的再燃風(fēng)量計算單元中，

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述燃盡風(fēng)量調(diào)節(jié)單元中，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種耦合生物質(zhì)氣的燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化方法及系統(tǒng)。本發(fā)明采用的燃燒優(yōu)化系統(tǒng)包括：煤量計算單元、生物質(zhì)氣量計算單元、一次風(fēng)量計算單元、二次風(fēng)量計算單元、再燃風(fēng)量計算單元、燃盡風(fēng)量計算單元、煤量調(diào)節(jié)單元、一次風(fēng)量調(diào)節(jié)單元、二次風(fēng)量調(diào)節(jié)單元、再燃風(fēng)量調(diào)節(jié)單元和燃盡風(fēng)量調(diào)節(jié)單元。本發(fā)明在燃煤鍋爐全負(fù)荷下，通過調(diào)整煤量、生物質(zhì)氣量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、再燃風(fēng)量和燃盡風(fēng)量，可減少煤量、增加生物質(zhì)氣使用量，同時可降低爐膛出口煙氣NO<subgt;X</subgt;含量。

技術(shù)研發(fā)人員：童家麟,吳鋼,吳瑞康,鮑文龍,茅建波,劉文勝,應(yīng)明良,丁陽俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19