燃煤锅炉系统的风量调控方法及燃煤锅炉系统与流程

本发明涉及燃煤锅炉，具体而言，涉及一种燃煤锅炉系统的风量调控方法及燃煤锅炉系统。

背景技术：

1、为了控制燃煤锅炉的nox生成量，燃烧系统一般采用分级燃烧技术，将燃烧过程中所需要的空气分成两部分，在主燃烧器的上方间隔一定距离设置燃尽风燃烧器，为煤粉在炉膛内燃烧后提供补燃空气，实现煤粉在炉膛内的缺氧-过氧燃烧，为主燃烧器区域未燃尽的气体和碳颗粒提供氧气，实现再次燃烧，提升锅炉的燃烧效率，从而实现在控制nox排放的同时，使锅炉内的燃烧效率不至于过低。

2、目前，主要采用从二次风大风箱中分流接出分离燃尽风小风箱，并在小风箱和燃尽风燃烧器之间的风道上设置有风量测量装置、压力传感器和调节风门，运行中主要通过调节调节风门的开度来调节送入到燃尽风燃烧器中的风量；由于主燃烧器对应的二次风大风箱和分离燃尽风小风箱连接在一起，都是通过锅炉送风机的调节，控制锅炉总的送风量，当调节主燃烧器的风量时，会影响分离燃尽风的风量和风压，因此运行中无法准确地调节和控制分离燃烧风的流量，无法对分级燃烧后的产物提供精准的补燃氧量，炉膛内的燃烧气流组织达不到预期设计工况，影响燃烧效率、污染物排放和锅炉效率。

3、另外，设置在燃尽风小风箱上的风量测量装置，由于现场布置空间受限，存在难以达到风量测量装置的安装要求的情况，进而造成风量测量装置测量的准确度大大降低，无法满足锅炉运行中的分离燃烧风调节控制要求，运行人员通常将其作为监控参考值，不能作为控制燃尽风调节的依据，或者根据试验经验数据，在运行中，基本上不调节燃尽风调节风门。

4、锅炉在运行中，尤其是高负荷运行时，为了进一步严格控制nox排放量，一般采用较低氧量运行，造成炉膛内整体氧量偏低，当主燃烧器区域和分离燃尽风燃烧器区域的风量配合和组织不合理时，造成炉膛内产生大量的还原性气氛，比如在分离风燃烧器上部区域，较高浓度的还原性气体与水冷壁长时间接触，会造成水冷壁发生高温腐蚀，水冷壁外壁面金属腐蚀剥离，力学强度下降，危及受热面安全运行。

5、煤粉锅炉在进行超低排放改造后，出现了水冷壁大面积高温腐蚀问题，且该问题比较普遍，尤其是前后墙对冲燃烧的煤粉锅炉，由于燃烧器布置位置造成侧墙水冷壁更容易发生缺氧，高温腐蚀问题更加严重。产生高温腐蚀的一个重要原因在于锅炉无法精准地控制分离燃尽风流量，没有按照设计的分级配风方式调节各级送风量，所产生的还原性气体没有及时地与氧气发生反应，另一个原因在于锅炉运行中，缺乏对燃尽风量大小的判断参数，当前主要利用scr反应器入口的nox浓度来反馈，该位置与炉膛之间流程较长，并且烟气经过尾部对流受热面换热过程中，发生了混合作用，不能适时地、准确地反馈锅炉内部的燃烧情况，或者说nox浓度反馈的是相对宏观的炉膛燃烧工况，不能反馈局部的燃烧情况。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种燃煤锅炉系统的风量调控方法及燃煤锅炉系统，以解决现有技术中的燃煤锅炉的燃尽风量调节和控制不够精准的技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种燃煤锅炉系统的风量调控方法，其包括：检测尾部烟道内的烟气的o2浓度值和nox浓度值，以得到o2浓度检测值和nox浓度检测值；检测燃烧过程中炉膛内所产生的co的浓度值，以得到co浓度检测值；判断co浓度检测值是否大于第一预设浓度值，并判断co浓度检测值是否小于第二预设浓度值，第二预设浓度值小于第一预设浓度值；当co浓度检测值大于第一预设浓度值时，降低炉膛的燃尽区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量，并增大主燃烧区域的主燃烧器的二次风进风量；当燃尽区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量降低至第一预设风量值，且当co浓度检测值仍大于第一预设浓度值时，增大二次风进风总量，二次风进风总量为主燃烧区域的二次风进风量和燃尽区域的二次风进风量之和；当co浓度检测值小于第二预设浓度值时，增大燃尽区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量，并降低主燃烧区域的主燃烧器的二次风进风量；其中，在对炉膛的燃尽区域的二次风进风量、主燃烧区域的二次风进风量、二次风进风总量进行调整的过程中，将o2浓度检测值控制在第一预设浓度范围内，并将nox浓度检测值控制在第二预设浓度范围内。

3、进一步地，主燃烧区域包括沿炉膛的水平周向依次设置的多个第一分区域，各个第一分区域内均设置有主燃烧器；燃尽区域包括沿炉膛的水平周向依次设置的多个第二分区域，各个第二分区域内均设置有燃尽风燃烧器，多个第二分区域与多个第一分区域一一对应地设置，各个第二分区域沿竖直方向位于相应的第一分区域的上方；风量调控方法包括：检测燃烧过程中各个第一分区域内所产生的co的浓度值，以得到相应的分区co浓度检测值；判断各个分区co浓度检测值是否大于第一预设浓度值，并判断各个分区co浓度检测值是否小于第二预设浓度值；当各个分区co浓度检测值大于第一预设浓度值时，降低相应的第二分区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量，并增大相应的第一分区域的主燃烧器的二次风进风量；当第一分区域的主燃烧器的二次风进风量降低至第一预设风量值，且当该第一分区域的co浓度检测值仍大于第一预设浓度值时，增大相应的分区二次风进风总量，各个第一分区域的二次风进风量和相应的第二分区域的二次风进风量之和为相应的分区二次风进风总量；当各个分区co浓度检测值小于第二预设浓度值时，增大相应的第二分区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量，并降低相应的第一分区域的主燃烧器的二次风进风量。

4、进一步地，风量调控方法还包括：当nox浓度值大于第二预设浓度范围的上限值，且当燃尽区域的二次风进风量为其最大进风量时，降低二次风进风总量。

5、根据本发明的另一个方面，提供了一种燃煤锅炉系统，其包括炉膛、尾部烟道、主燃烧器风量调节装置以及燃尽风燃烧器风量调节装置，炉膛包括主燃烧区域和沿竖直方向位于主燃烧区域上方的燃尽区域，主燃烧区域内设置有主燃烧器，燃尽区域内设置有燃尽风燃烧器；主燃烧器风量调节装置用于控制主燃烧区域的主燃烧器的二次风进风量，燃尽风燃烧器风量调节装置用于控制燃尽区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量；尾部烟道与炉膛的排烟口连通，以将炉膛内燃烧产生的烟气通过尾部烟道排出；燃煤锅炉系统还包括：co测量装置，co测量装置沿竖直方向布置在主燃烧区域和燃尽区域之间，co测量装置的至少部分设置在炉膛内，以检测燃烧过程中炉膛内所产生的co的浓度值；o2测量装置，o2测量装置的至少部分设置在尾部烟道内，以检测尾部烟道内的烟气的o2浓度值；nox测量装置，nox测量装置的至少部分设置在尾部烟道内，以检测尾部烟道内的烟气的nox浓度值。

6、进一步地，燃煤锅炉系统还包括：二次风进风总管路；第一分支管路和第二分支管路，第一分支管路的第一管口和第二分支管路的第一管口均与二次风进风总管路的第二管口连接并连通；主燃烧区域的主燃烧器的进风口与第一分支管路的第二管口连通，主燃烧器风量调节装置设置在第一分支管路上；燃尽区域的燃尽风燃烧器的进风口与第二分支管路的第二管口连通，燃尽风燃烧器风量调节装置设置在第二分支管路上。

7、进一步地，co测量装置为多个，多个测量装置与多个第一分区域一一对应地设置，各个co测量装置用于检测相应的第一分区域内的主燃烧器燃烧所产生的co的浓度值。

8、进一步地，炉膛具有四面侧墙和四个墙角，主燃烧器和co测量装置均为四个，四个主燃烧器一一对应地设置在炉膛的四个墙角处，四个co测量装置一一对应地设置在炉膛的四面侧墙上。

9、进一步地，炉膛具有四面侧墙，主燃烧器和co测量装置均为四个，四个主燃烧器一一对应地设置在炉膛的四面侧墙上，四个co测量装置一一对应地设置在炉膛的四面侧墙上，炉膛的各个侧墙上的主燃烧器和co测量装置沿水平方向间隔设置。

10、进一步地，炉膛具有四面侧墙，炉膛的四面侧墙包括两面相对设置的第一指定侧墙和两面相对设置的第二指定侧墙；多个主燃烧器分为两组，各组主燃烧器包括多个主燃烧器；两组主燃烧器与两面第一指定侧墙一一对应地设置，各组的多个主燃烧器均设置在相应的第一指定侧墙上；多个co测量装置分为两组，各组co测量装置包括两个co测量装置；两组co测量装置与两面第二指定侧墙一一对应地设置，各组的两个co测量装置均设置在相应的第二指定侧墙上。

11、进一步地，第二分支管路上设置有燃尽风量测量装置。

12、应用本发明的技术方案，风量调控方法包括：检测尾部烟道内的烟气的o2浓度值和nox浓度值，以得到o2浓度检测值和nox浓度检测值，即检测的尾部烟道内的烟气的o2浓度值为o2浓度检测值，检测的尾部烟道内的烟气的nox浓度值为nox浓度检测值；检测燃烧过程中炉膛内所产生的co的浓度值以得到co浓度检测值，即检测的燃烧过程中炉膛内所产生的co的浓度值为co浓度检测值。判断co浓度检测值是否大于第一预设浓度值，并判断co浓度检测值是否小于第二预设浓度值，第二预设浓度值小于第一预设浓度值。当co浓度检测值大于第一预设浓度值时，主燃烧区域的co浓度较高，降低炉膛的燃尽区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量，并增大主燃烧区域的主燃烧器的二次风进风量。当燃尽区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量降低至第一预设风量值，且当co浓度检测值仍大于第一预设浓度值时，增大二次风进风总量；其中，二次风进风总量为主燃烧区域的二次风进风量和燃尽区域的二次风进风量之和。当co浓度检测值小于第二预设浓度值时，主燃烧区域的co浓度较低，增大燃尽区域的燃尽风燃烧器的二次风进风量，并降低主燃烧区域的主燃烧器的二次风进风量。其中，在对炉膛的燃尽区域的二次风进风量、主燃烧区域的二次风进风量、二次风进风总量进行调整的过程中，将o2浓度检测值控制在第一预设浓度范围内，并将nox浓度检测值控制在第二预设浓度范围内，以实现对nox浓度的控制。使用本技术的风量调控方法以解决现有技术中的燃煤锅炉的燃尽风量调节和控制不够精准的技术问题。