[发明专利]锅炉水冷壁表面氧化性气氛主动增强系统及方法、锅炉

说明书

技术领域

本发明属于变电站锅炉技术领域，尤其涉及一种锅炉水冷壁表面氧化性气氛主动增强系统及方法、锅炉。

背景技术

我国现阶段仍以燃煤火力发电为主，其中又以切圆燃烧方式的煤粉锅炉为主力，切圆燃烧方式具有燃烧行程长，炉内混合强烈，燃烧效率高等特点，但是由于环保要求越来越高，东部和中部的燃煤机组在2018年前均要求实现超低排放(即达到燃气排放的标准)，其中为了减少氮氧化物的排放，比较有效方法是电站锅炉采用低氮燃烧方式，因此目前煤粉锅炉均采用低氮燃烧方式，但是这种燃烧方式导致主燃烧区域缺氧燃烧，使得水冷壁表面的还原性气氛增强，经过现场测试，有些锅炉水冷壁表面的氧量接近0，一氧化碳含量为11％，还原性气氛极强，而过强的还原性气氛很强会导致水冷壁高温腐蚀，目前有不少烟煤锅炉在低氮改造后也出现高温腐蚀也是这个原因；还原性气氛强会使得灰熔点下降，导致锅炉结焦。因此水冷壁表面的较强的还原性气氛已经影响到锅炉的安全运行。

201410001607.1适用于大型电站锅炉智能型水冷壁高温腐蚀防止系统及方法，这个专利是在水冷壁表面气氛测量和分析的基础上采用增压侧边风技术，来改善水冷壁表面的气氛，这个专利能够解决贴壁风风压的问题，但是对于较强的还原性气氛，又会由于贴壁风量不足的问题，而且该系统较为复杂，改造和施工工作量大，预制件较多而且需要较高的加工精度，现场需要对锅炉水冷壁的膜片进行大量钻孔等，施工难度较大。

对这类采用贴壁风进行水冷壁高温腐蚀防治的专利来说，它们均是一种被动防御，不是从燃烧方面采用调整措施的主动防御，对于燃烧偏斜或火焰强度不均造成的火焰刷墙等燃烧问题引起的水冷壁表面的还原性气氛不能进行有效的改善。

通过以上分析可知，锅炉水冷壁表面的气氛是影响锅炉水冷壁高温腐蚀和结焦等安全问题的一个重要因素，但目前对于水冷壁表面气氛的研究较少，大部分专利和文献都是为了防治高温腐蚀而对炉膛表面气氛进行研究或涉猎，而且还存在如下问题：(1)进行水冷壁高温腐蚀的防治采用被动防御，如采用贴壁风或侧边风增强其氧化性气氛，而不是从燃烧角度进行改变；(2)系统构成复杂，无路是工艺流程还是控制系统均较为复杂，投资较大；(3)施工难度大，造成水冷壁损伤或水动力循环不畅的风险较高。

水冷壁表面的气氛对锅炉的安全运行有着重要的影响，尤其是目前为了适应更为严格的环保要求，锅炉基本都采用低氮燃烧器，在主燃烧区域缺形成氧燃烧，因而水冷壁表面还原性气氛较浓，而在水冷壁表面形成良好和稳定的氧化性气氛能有效防止锅炉结焦和高温腐蚀，但目前普遍采用的贴壁风措施是一种被动增强措施，存在风量少、系统复杂和施工工作量大等问题，如何从燃烧方面入手，主动地增强水冷壁表面的氧化性气氛，这样才能有效解决锅炉在低氮燃烧方式下的结焦和水冷壁高温的问题。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种锅炉水冷壁表面氧化性气氛主动增强系统及方法、锅炉。本发明完全为自动运行，不需要运行人员的任何参与，减少了运行人员的工作量，可智能化地防止高温腐蚀发生。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锅炉水冷壁表面氧化性气氛主动增强系统，所述变电站锅炉水冷壁表面氧化性气氛主动增强系统包括服务器，所述服务器设置于变电站的工作站内且与DCS系统相互通信；所述DCS系统与变电站机组相连；所述服务器包括：

水冷壁表面气氛测定模块，其被配置为从DCS系统中采集水冷壁表面的烟气成分以及烟气成分含量，并传送至数据决策模块；

一次风处理模块，其被配置为从DCS系统中采集一次风速和一次风管道上可调缩孔的开度参数，并判断一次风速以及可调缩孔的开度参数是否在相应预设阈值范围内，将判断结果传送至数据决策模块；

辅助风处理模块，其被配置为从DCS系统中采集主燃烧器中各辅助风、周界风和风箱差压参数，并判断这些参数是否在相应预设阈值范围内，将判断结果传送至数据决策模块；

燃尽风处理模块，其被配置为从DCS系统中采集各层燃尽风挡板的开度以及各层燃尽风的风量参数，并判断这些参数是否在相应预设阈值范围内，将判断结果传送至数据决策模块；

运行数据处理模块，其被配置为从DCS系统中采集参与锅炉运行调整的运行数据并判断这些运行数据是否在相应预设阈值范围内，将判断结果传送至数据决策模块；其中，运行数据包括锅炉负荷、锅炉高再出口烟气温度和二次风箱风压；

数据决策模块，其被配置为根据接收的这些数据生成相应的操作指令并传送至DCS系统的相关设备。