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基于CO/O2雙參量的鍋爐智能燃燒控制技術與應用解決方案

基于CO/O2 雙參量的鍋爐智能燃燒控制技術與應用是解決當前燃煤發電系統能源安全、高效、清潔利用的核心技術,開發和構建有效的鍋爐智能燃燒模型、軟件及控制系統是國家能源領域的重大需求。針對燃燒過程中鍋爐高效燃燒、低氮排放、高溫腐蝕/結焦三者之間的突出矛盾,沃森能源技術(廊坊)有限公司聯合華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室開發了“基于CO/O2雙參量的鍋爐智能燃燒控制系統(簡稱:SCCS-CO/O2系統)”,為用戶提供燃煤鍋爐燃燒過程的最佳應用解決方案,有效改善和緩解燃燒過程中鍋爐高效燃燒、低氮排放、高溫腐蝕/結焦等問題。


產品詳情



技術原理

1)采用鍋爐煙道及爐膛CO網格式多點在線監測方法,通過除焦、防磨、防堵的全流程煙氣預處理裝置,實時采集煙道或爐膛側的煙氣;利用寬量程、抗干擾技術的CO傳感器檢測單元,實現燃燒過程CO 濃度的全流程高精度可靠在線測量;并突破了高溫、高粉塵、高磨損條件下爐膛貼壁高濃度CO還原性氣氛的監測難題。

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2)構建CO-鍋爐效率及CO-NO內在關聯關系模型,采用CO/O2雙參量的鍋爐動態燃燒評價方法;以安全性指標為約束條件,實時計算鍋爐高效燃燒與低氮排放綜合指數;同時,建立鍋爐水冷壁腐蝕速率-壁面H2S/CO關聯特性模型,有效切斷鍋爐高溫腐蝕/結焦的溫度、擴散、壁面條件三要素的綜合防治方法。最終構建基于CO/O2雙參量的鍋爐動態智能燃燒模型,解決鍋爐高效燃燒、低氮排放、高溫腐蝕/結焦三者之間的矛盾。

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3)基于大數據挖掘與煙氣多組分在線監測方法,采用鍋爐CO/O2 雙參量聯合控制燃燒技術策略,運用計算機軟件實現基于CO/O2 雙參量聯控的鍋爐總氧量、分級氧量、分層氧量等多維度的動態智能燃燒控制系統。

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系統構成

網格式多點CO在線監測設備;安裝于爐膛側(主燃區、還原區、燃盡區)和煙道側。

基于CO/O2 雙參量的鍋爐智能燃燒控制系統服務器(簡稱:SCCS-CO/O2系統)

SCCS-CO/O2系統與DCS控制系統的雙向數據實時傳輸,通過DCS系統獲得鍋爐運行工況參數。由SCCS-CO/O2系統在線運行建立的燃燒優化模型,并把運算結果傳輸到DCS系統,從而形成閉環控制網絡,用于實時在線閉環控制配煤和配風等策略,使鍋爐持續運行在優化燃燒的狀態。

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應用效益

本項目技術成果顯著提高了我國電站鍋爐的燃燒效率、降低了NOx排放、抑制了鍋爐水冷壁高溫腐蝕/結焦。以1000MW機組鍋爐為例,應用本技術后,鍋爐效率提高0.49%,爐膛出口NOx排放減少5%,有效降低了鍋爐高溫腐蝕/結焦風險,提高了鍋爐的煤種適應性和燃燒調整靈活性。本技術大規模工程應用有效推動了我國高效、低碳、潔凈燃煤技術發展,為我國環境友好型、資源節約型“兩型社會”發展提供了關鍵支撐。


典型案例

某發電廠鍋爐為DG3000/26.15-Ⅱ型高效超超臨界參數變壓直流爐,采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、運轉層以上露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構∏型鍋爐。在爐膛前后墻分三層布置低NOx旋流式HT-NR3煤粉燃燒器,每層布置8只,全爐共設有48支燃燒器。前后墻各布置24只。在前后墻距最上層燃燒器噴口—定距離布置燃盡風噴口(OAP),每層10個。

該項目在鍋爐爐尾部煙道省煤器出口處裝設4套常溫型Walsn CEA-100  CO在線監測裝置;并在爐膛裝設10套高溫型Walsn CEA-100-H CO在線監測裝置,分別在爐膛左、右側墻的各裝設5套,共10套。

SCCS-CO/O2系統投入運行后,經第三方的性能考核試驗,考核結果表明: 運行CO建模系統調試和燃燒優化調整試驗之后,鍋爐效率提高約0.49%,氮氧化物排放濃度下降5%, 1000MW負荷下省煤器出口CO排放濃度降低,有效降低了鍋爐高溫腐蝕/結焦風險,提高了鍋爐的煤種適應性和燃燒調整靈活性。











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