CN110410782A - 保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法与*** - Google Patents

保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法与*** Download PDF

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Abstract

一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法，在电站锅炉运行过程中，对电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中CO的含量进行监测，并根据监测数据对燃烧器进行综合控制。一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***，包括CO在线监测仪、DCS***以及与DCS***信号连接用于生成控制信号的操作员站和工程师站。本发明创造性地运用了炉内CO监测技术，能够实时监测炉内燃烧器的燃烧强度，并依据监测结果对锅炉运行状态进行调整，达到锅炉炉内每一个燃烧器都能按照设计的低氮模式燃烧，从而降低锅炉炉膛出口NOx值，保证锅炉低氮运行。

Description

保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法与***
技术领域
本发明实施例涉及热力发电技术领域，具体涉及一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法以及一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***。
背景技术
在现有技术中，火力发电厂电站锅炉的燃烧调整，目前都是通过对O2的实时测量进行的，根据氧量的大小，对锅炉整体的送风量、燃料量进行增减来控制燃烧反应强度。
然而，氧量参数的测量是在锅炉尾部，在燃烧完成后进行的，其无法从中判断炉内各处的实时燃烧反应强度。同时，每一层二次风挡板由于在使用过程中的变化，导致其特性曲线与燃烧器出力不能形成设计的对应关系，且没有监测手段，所以对每一层燃烧器是欠氧燃烧还是过氧燃烧就无法得知，更加不可能对欠氧或过氧程度进行判断。
因此，电站锅炉的运行只能按照想象中的理想状态去调整各层二次风门开度和燃料量，导致有些锅炉运行中各层燃烧器没有在设计的过剩空气系数下运行，最主要的表现是中下层过剩空气系数偏高，燃烧过于强烈，热力型NOx增长较快，NOx值居高不下或者某一层过剩空气系数偏低，燃烧恶化，虽然降低了NOx值，飞灰却大幅升高的情况。
发明内容
综上所述，如何降低电站锅炉运行时脱硝入口的NOx的含量，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明提供了一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法，在该方法中，在电站锅炉运行过程中，对电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中CO的含量进行监测，并根据监测数据对电站锅炉炉膛内设置的燃烧器进行综合控制。
优选地，对燃烧器进行综合控制包括有对燃烧器输送的煤粉的煤粉浓度进行控制、对燃烧器的一次风速风量进行控制以及对燃烧器的二次风门进行控制。
优选地，在电站锅炉运行过程中，在电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中，对应每一层的燃烧器向火侧区域分别进行CO含量监测，并根据监测数据对该监测数据获取所对应的燃烧器进行综合控制。
优选地，对电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中CO含量进行监测，并结合该监测结果以及对电站锅炉尾部烟道CO含量进行监测的结果，对电站锅炉炉膛内设置的燃烧器进行综合控制。
本发明还提供了一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***，在该***中，包括：
用于保证电站锅炉低氮燃烧的控制***，所述控制***包括有CO在线监测仪、DCS***以及与所述DCS***信号连接用于生成控制信号的操作员站和工程师站，所述CO在线监测仪设置于所述炉膛的燃烧段内、用于对水冷壁周围区域中CO的含量进行监测并可生成监测信号，并接入所述DCS***对给粉机或磨煤机、一次风机、送风机、一次风风门以及二次风风门进行控制。
优选地，所述CO在线监测仪设置有多个，多个所述CO在线监测仪与每一组所述燃烧器对应设置、用于对每一组所述燃烧器周围区域进行CO含量监测。
优选地，所述操作员站和工程师站设置在控制室内，所述操作员站和工程师站包括有用于对锅炉运行状态进行实时显示的CRT显示器。
优选地，本发明还包括有设置在所述炉体的尾部烟道、用于对尾部烟道进行CO含量监测的炉尾在线监测仪，所述炉尾在线监测仪与所述DCS***信号连接。
本发明实施例具有如下优点：
基于上述结构设计，本发明通过对每一个燃烧器燃烧强度的监测和调整，使每一个燃烧器的燃烧效果都能保持锅炉低氮运行所需要的状态，在不升高锅炉飞灰量的同时，能够有效降低脱硝入口烟气中的NOx值。本发明创造性地运用了炉内CO监测技术，能够对炉内作业的每一个燃烧器的运行情况通过烟气中CO的含量进行实时测量，并根据需要调整区域的煤粉浓度、一次风速风量、二次风门，从而改变该区域的CO含量。本发明能够实时监测炉内多点的燃烧强度，并依据监测结果对锅炉运行状态进行调整，达到锅炉炉内每一个燃烧器都保持锅炉低氮运行所需要的燃烧，从而降低锅炉排放的NOx值，使得锅炉低氮运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例中保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***的结构示意简图；
在图1中，部件名称与附图标记的对应关系为：
CO在线监测仪1、DCS***2、操作员站或工程师站3、炉尾在线监测仪4。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例中保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***的结构示意简图。
现有技术无法得知锅炉炉内每一个燃烧器的燃烧强度，无法对每一个燃烧器进行精准调整，只能进行整体调整，无法满足精准地锅炉低氮燃烧设计中对每一层燃烧器在不同过剩空气系数环境下运行的要求。
本发明公开了一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法，该保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法的实现方式如下：在电站锅炉运行过程中，对电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中CO的含量进行监测，并根据监测结果对电站锅炉炉膛内设置的燃烧器进行综合控制。
在电站锅炉的炉膛内设置了燃烧器，燃烧器是一种能够以煤粉为燃料的燃烧设备，锅炉低氮运行要求中下层燃烧器处于欠氧运行，且过剩空气系数为0.8，上层燃烧器及SOFA燃烧器处于过氧运行，且过剩空气系数为1.2，以尽可能降低高温型NOx的产生，CO为了保证锅炉低氮运行，需要准确获取每一个燃烧器的运行状态。为此，本发明提出了上述的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法，在该方法中，通过获取电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中CO的含量数据，来判断电站锅炉炉膛内燃烧器是否处于所要求的运行状态，来对燃烧器进行综合控制。
上述的综合控制具体是指：对燃烧器输送的煤粉的煤粉浓度进行控制、对燃烧器的一次风速风量进行控制以及对燃烧器的二次风门进行控制。
本发明所提供的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法在电站锅炉运行过程中，在电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中，对应每一层的燃烧器分别进行CO的含量进行监测，并根据监测数据对该监测数据获取所对应的燃烧器进行综合控制。
为了进一步提高本发明的控制精度，基于上述方案，对本发明提出了如下优化设计：对电站锅炉尾部烟道烟气中CO含量进行监测，并结合该监测结果以及对电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中CO含量的监测结果对电站锅炉炉膛内设置的燃烧器进行综合控制。
根据上述的保持电站锅炉低氮燃烧的方法，本发明又提出了一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***。
具体地，该保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***包括：
CO在线监测仪1、DCS***2以及与DCS***2信号连接用于生成控制信号的操作员站和工程师站3，CO在线监测仪1设置于炉膛的燃烧段内、用于对水冷壁周围区域中CO的含量进行监测并可生成监测信号，DCS***2与CO在线监测仪1信号连接，通过DCS***2对给粉机或磨煤机、一次风风门以及二次风风门进行控制。
具体地，燃烧器设置有多个，并均匀分成多层，每一层燃烧器在炉膛内、沿燃烧段间隔设置；CO在线监测仪1设置有多个，多个CO在线监测仪1与每一层燃烧器对应设置、用于对每一层燃烧器向火侧区域中的CO含量进行监测。
其中，操作员站和工程师站3设置在控制室内，操作员站和工程师站3包括有用于对锅炉运行状态进行实时显示的CRT显示器。
为了提高低氮燃烧控制精度，本发明还包括有设置在炉体的尾部烟道、用于对尾部烟道进行CO含量监测的炉尾在线监测仪4，炉尾在线监测仪4与DCS***2信号连接。
通过上述结构设计，本发明所提供的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***，其在运行过程中，能够使锅炉各层燃烧器的燃烧满足低氮设计对过剩空气系数的要求，降低了锅炉脱硝入口NOx值，减少喷氨量，既提高了锅炉的经济性，同时也因为喷氨量的减少，降低空预器堵塞发生几率，提高了锅炉运行的安全性。
本发明创造性地运用了炉内CO监测技术，能对炉内运行的各层燃烧器的燃烧情况通过燃烧产生的烟气中CO的含量进行实时测量，从而对燃烧器的运行进行精准控制，达到降低烟气中NOx值的目的。
本发明所提供的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***，其在炉体内安装有用于对水冷壁周围区域内的CO进行实时监测的CO在线监测仪1，与CO在线监测仪1信号连接有DCS***2，与DCS***2连接有操作员站和工程师站3，操作员站和工程师站3设置在集控室内，DCS控制***中，操作员站和工程师站3具有CRT显示器，用于对锅炉的运行状态进行实时显示，其显示内容还包括有炉内个监测点CO的实时数据，根据该监测数据，操作员站和工程师站3能够提供最优选的调节参数给DCS***2，通过DCS***2对锅炉运行进行控制。
本发明通过对炉内水冷壁附近区域烟气中CO的实时监测，判断炉内各层燃烧器的燃烧反应强度，并通过有效地燃烧调整手段，控制每一个燃烧器都能够按照要求的过剩空气系数进行燃烧，以真正实现锅炉按照低氮设计要求运行。
本发明与现有技术相比，所具有的优点和积极效果对比如下：现有技术没有锅炉炉内燃烧强度监测手段，也没有对炉内每一层燃烧器调整的数据依据和技术，而低氮燃烧对锅炉每一层燃烧器的燃烧却有明确的数据要求，这就导致的低氮锅炉无法精确的按照低氮模式进行燃烧调整。本发明能实时监测炉内每一层的燃烧强度，保证锅炉每一层的燃烧强度按照低氮设计的要求运行，从而达到降低锅炉脱硝入口NOx的效果，提高锅炉经济性和安全性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法，其特征在于，
在电站锅炉运行过程中，对电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中CO的含量进行监测，并根据监测数据对电站锅炉炉膛内设置的燃烧器进行综合控制。
2.根据权利要求1所述的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法，其特征在于，
对燃烧器进行综合控制包括有对燃烧器输送的煤粉的煤粉浓度进行控制、对燃烧器的一次风速风量进行控制以及对燃烧器的二次风门进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法，其特征在于，
在电站锅炉运行过程中，在电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中，对应每一层的燃烧器向火侧区域分别进行CO含量监测，并根据监测数据对该监测数据获取所对应的燃烧器进行综合控制。
4.根据权利要求3所述的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法，其特征在于，
对电站锅炉炉膛内水冷壁周围区域中CO含量进行监测，并结合该监测结果以及对电站锅炉尾部烟道CO含量进行监测的结果，对电站锅炉炉膛内设置的燃烧器进行综合控制。
5.一种保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***，其特征在于，包括：
用于保证电站锅炉低氮燃烧的控制***，所述控制***包括有CO在线监测仪(1)、DCS***(2)以及与所述DCS***信号连接用于生成控制信号的操作员站和工程师站(3)，所述CO在线监测仪设置于所述炉膛的燃烧段内、用于对水冷壁周围区域中CO的含量进行监测并可生成监测信号，并接入所述DCS***对给粉机或磨煤机、一次风机、送风机、一次风风门以及二次风风门进行控制。
6.根据权利要求5所述的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***，其特征在于，
所述CO在线监测仪设置有多个，多个所述CO在线监测仪与每一组所述燃烧器对应设置、用于对每一组所述燃烧器周围区域进行CO含量监测。
7.根据权利要求5或6所述的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***，其特征在于，
所述操作员站和工程师站设置在控制室内，所述操作员站和工程师站包括有用于对锅炉运行状态进行实时显示的CRT显示器。
8.根据权利要求7所述的保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的***，其特征在于，
还包括有设置在炉体的尾部烟道、用于对尾部烟道进行CO含量监测的炉尾在线监测仪(4)，所述炉尾在线监测仪与所述DCS***信号连接。
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