发明内容

鉴于以上问题，本发明提出一种前后墙对冲锅炉精细化燃烧配风控制系统及 方法，基于当前煤质在线与风粉在线测量技术，实现配风燃烧控制的精细化。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种前后墙对冲锅炉精细化燃烧配风控制系统，包括核心的控制器11及其 四类采集输入回路和两类控制输出回路；四类采集输入回路包括与控制器11输 入端连接的煤质在线监测系统13、与控制器11输入端连接的给煤机8的给煤量 信号、与控制器11输入端连接的安装在一次风粉管道12上的一次风粉在线监测 装置9以及与控制器11输入端连接的安装在二次风风道4上的层二次风流量计 10；四类采集输入回路采集的四类传感器信号，包括煤质在线监测系统13输出 的在线煤质信号、来自给煤机8的给煤量信号、安装在一次风粉管道12上的一 次风粉在线监测装置9输出的一次风粉流量、风速信号、安装在二次风风道4上 的层二次风流量计10输出的空气流量信号；两类控制输出回路包括与控制器11输出端连接的每一层燃烧器3对应的层二次风箱6两侧二次风风道4上安装的层 二次风箱两侧总风门5、与控制器11输出端连接的每一层燃烧器3对应的层二次 风箱6出口控制的每个燃烧器二次风量的二次风箱小风门7；两类控制输出回路 输出两类控制指令包括每一层燃烧器3对应的层二次风箱6两侧二次风风道4上 安装的层二次风箱两侧总风门5的开度指令、每一层燃烧器3对应的层二次风箱 6出口控制的每个燃烧器二次风量的二次风箱小风门7开度。

所述的一种前后墙对冲锅炉精细化燃烧配风控制系统的控制方法，首先计算 每层燃烧器入炉煤质对应的单位煤量理论燃烧所需空气量，然后根据给煤机8输 出的给煤量信号计算每层燃烧器的总二次风量控制目标，进而通过每一层燃烧器 3对应的层二次风箱6两侧二次风风道4上安装的层二次风箱两侧总风门5的开 度调节，控制每层燃烧器的总二次风量，最后根据一次风粉在线监测装置9输出 的一次风粉流量、风速信号控制每个燃烧器对应的二次风箱小风门7开度，从而 完成前后墙对冲锅炉的精细化配风控制。

其中每层燃烧器入炉煤质对应的单位煤量理论燃烧所需空气量计算方法为： 根据煤质在线监测系统13输出的煤质元素含量及化学反应方程式，计算理论燃 烧所需氧量，进而计算空气量；如煤质在线监测系统13不包含元素含量测量结 果而只包含工业分析结果，则按煤质的挥发分划分不同的方法：对于挥发分小于 15％的煤质忽略非碳元素燃烧所需空气量与煤质含氧量的影响，即直接利用含碳 量计算理论燃烧所需空气量；对于挥发分高于20％的煤质，在根据含碳量计算理 论燃烧所需空气量的基础上乘以修正系数，该修正系数根据实际运行空气量与根 据含碳量计算理论燃烧所需空气量的平均比值来估算；对于挥发分在15％与20％ 之间的煤质根据实际运行空气量与根据含碳量计算理论燃烧所需空气量的偏差 大小，人工判断是否有必要根据高挥发分煤质即挥发分高于20％的方法进行修正。

其中每层燃烧器的总二次风量控制目标计算方法为，根据得到的每层燃烧器 入炉煤质对应的单位煤量理论燃烧所需空气量乘以给煤机8输出的给煤量信号， 得到每层燃烧器理论燃烧所需总空气量，该理论燃烧所需总空气量需先乘以90％ 后减掉磨煤机1用于煤粉输送的一次风量后，形成燃烧器对应二次风量的控制目 标。

每个燃烧器对应的二次风箱小风门控制方法为，首先控制器11根据每层燃 烧器的总二次风量控制目标，控制每一层燃烧器3对应的层二次风箱6两侧二次 风风道4上安装的层二次风箱两侧总风门5的开度，保持层二次风箱6两侧流入 风量的总量与控制目标相等；在此基础上，根据一次风粉管道12上安装的一次 风粉在线监测装置9输出的各燃烧器粉管内的煤粉浓度比或煤粉流量比，控制每 一层燃烧器3对应的层二次风箱6出口的每个燃烧器二次风量的二次风箱小风门 7开度，使每个燃烧器二次风箱小风门7流过的风量与其粉量成正比。

以上系统及方法有以下特点可明显区别于其他同类技术。

(1)系统同时包含一次风粉在线监测装置和煤质在线监测系统。由于煤燃 烧时所需的风量同时与煤质和煤量有关，因此，只有同时包含这两类在线测量装 置，才能真正做到煤质燃烧的精细化配风；

(2)常规燃烧配风技术是无法区分每层燃烧器所需空气量的不同的，因此 其配风优化前提是假设所有燃烧器燃烧的煤质相似，这与我国实际大多数电站锅 炉的实际情况想去甚远。这必然造成了需要空气量大的燃烧器缺氧，从而不完全 燃烧损失增大，运行经济性差；需要空气量小的燃烧器过氧，从而使NOx生成量 增大，环保性能差。

(3)常规燃烧配风技术中每层多个燃烧器对应的小风门缺乏优化控制的依 据，往往仅根据侧墙和中间燃烧器对水冷壁腐蚀或积灰结焦的影响从而固定一个 开度差异，无法根据实际粉管的不均匀分布进行燃烧配风。