[发明专利]用于燃氧锅炉的再热蒸汽温度控制的方法和设备

说明书

政府许可权利

本发明根据美国能源部授予的合同DE NT-0005290下在政府支持下完成。美国政府对本发明享有某些权利。

技术领域

本公开涉及用于蒸汽发生锅炉中的再热出口蒸汽温度控制的方法和系统。更具体而言，本公开涉及用于控制用于蒸汽发生锅炉中的再热蒸汽温度控制的多个控制手段的方法和系统。

背景技术

在使用蒸汽作为工作流体的功率装置，可基于离开系统的一部分的且在进入装置的一个或多个涡轮之前的蒸汽的温度设定点而对装置的运行进行建模。这个设定点可称为再热出口蒸汽温度。在系统中的这个点处的再热蒸汽的实际温度可称为测量再热出口蒸汽温度且简写为R_PV，其中下标PV指示与设定点相比的过程变量。通过比较R_PV与再热出口蒸汽温度的设定点(“R_SP”)，能够调节功率装置系统中的一个或多个控制手段，以最大程度地减小R_PV相对于R_SP的偏差。

正在开发燃氧功率装置，即与大气空气相反，使用基本纯氧的功率装置。一些功率装置可称为双重燃烧装置，因为它们可用空气或基本纯氧或它们的组合运行。 用于双重燃烧(燃空气/氧)的再热蒸汽温度控制存在新的问题，因为存在新的控制手段。在这种系统中，控制手段可包括温度调节器喷淋水控制装置、燃料喷嘴倾角控制装置、在燃氧模式中的二次烟道气再循环(“SFGR”)控制装置或在燃空气模式中的过量空气水平控制装置。可调节这些控制装置中的各个以改变R_PV。除了别的之外，可协调这些控制装置以控制R_PV，以最大程度地减小相对于R_SP的偏差和/或改进系统效率和减少辅助功率消耗。

需要这样的功率装置控制系统和方法，即其协调温度调节器喷淋水控制装置、燃料喷嘴倾角控制装置和二次烟道气再循环控制装置中的一个或多个，以实现高效装置运行。还需要这样的功率装置控制系统和方法，即其协调温度调节器喷淋水控制装置、燃料喷嘴倾角控制装置、SFGR控制装置和过量空气水平控制装置的一个或多个，以使得能够在燃空气模式和燃氧模式之间的模式过渡中进行安全和稳定的运行。

发明内容

根据本文示出的方面，提供一种将蒸汽发生锅炉中的测量再热出口蒸汽温度(“R_PV”)调节到蒸汽再热出口温度设定点(“R_SP”)附近的方法。方法包括比较R_PV与R_SP的步骤。如果R_PV低于R_SP且燃料喷嘴倾角的位置(“TILT_PV”)低于燃料喷嘴倾角的上限(“TILT_HIGH”)，则方法包括以下步骤：增加TILT_PV，同时使二次烟道气再循环流的流率(“SFGR_PV”)保持恒定。

在一个实施例中，增加TILT_PV的步骤使R_PV升高。在又一个实施例中，方法包括以下步骤：如果R_PV低于R_SP且TILT_PV处于TILT_HIGH，则增加SFGR_PV。在又一个实施例中，增加SFGR_PV的步骤使R_PV升高。在又一个实施例中，方法包括以下步骤：如果R_PV高于R_SP且SFGR_PV高于SFGR的流率的下限(“SFGR_LOW”)，则减小SFGR_PV，同时使TILT_PV保持恒定。减小SFGR_PV的步骤使R_PV降低。在一个实施例中，减小SFGR_PV的步骤使SFGR风扇和/或诱导通风(ID)风扇消耗的功率的量减小。