[发明专利]一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法及系统

说明书

本申请提供一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法和系统，该方法包括步骤1：设置一次风门振动开度、点火风门振动开度、二次风门振动开度和燃尽风门振动开度，并对一次风门、点火风门、二次风门及燃尽风门置位；步骤2：增加引风机出力，降低炉膛压力；步骤3：驱动水冷振动炉排振动；步骤4：将一次风门输出开度、点火风门输出开度、炉膛压力、二次风门输出开度和燃尽风门输出开度复位。通过本发明，可以使炉排及与炉排振动相关设备按照预设的振动周期和顺序自动依次运行，并且炉排振动时间及间隔时间也可以根据锅炉运行工况及进入炉膛的燃料量进行实时调整，保证锅炉燃烧稳定，全程无需运行人员干预。

技术领域

本发明涉及锅炉智能控制技术，更具体地，涉及一种生物质锅炉水冷振动炉排的控制方法及系统。

背景技术

生物质电厂中，生物质燃料在炉膛中的振动炉排上燃烧，燃料由给料机送到炉排前部，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热、干燥、着火、燃烧。随着振动机构的工作，燃料边燃烧，边向炉排后部运动，直至燃烬，最后灰渣落入炉后的落渣口。炉排结构如图1和图2所示。

振动炉排由振动机构、风室、炉排支撑和炉排水冷壁组成，炉排水冷壁由全膜式壁组成，其上开有很多小孔。一次风进入炉底风室后再由炉排水冷壁上的小孔进入炉膛，为燃烧提供所需的氧。在低端采用挠性管供水，通过另一端挠性管，水被送回到锅炉水冷壁。炉排的水冷壁安装在炉排支撑上，炉排支撑通过机械振动系统进行振动。炉排支撑通过弹簧安装在锅炉基座上，振动动力由炉排驱动电机提供。

整个炉排水冷壁在左右方向由4片炉排水冷壁组成，在炉排振动过程中，中间的两片炉排水冷壁一起移动，外边的两片炉排水冷壁与中间部分移动方向成180的角度。

整个炉排分为可分为高端、中部、低端三段，燃料在炉排上也分为着火、燃烧、燃尽三个阶段。

燃料通过给料口被推入到炉排上，一次风通过炉排的风孔与炉排上燃料混合，炉排上的燃料被迅速干燥并且点火燃烧。在运行中，炉排上应维持一定的料层，燃料在炉排上完全燃尽。为了使炉排上的燃料及产生的炉渣能够沿着炉排向前运动，并且保持炉排上的料层无间隙的均匀分布，炉排会在前后方向间歇振动，炉渣会在炉排低端落入渣井。

炉排燃烧必须定期监视，这样能够完全掌握炉排和灰渣出口区域燃料的燃烧状况。通过落渣口的火焰电视监测炉排落渣的燃烬情况，并根据燃烬情况调整炉排的振动。

目前，在生物质锅炉运行中，水冷振动炉排都是由运行人员手动控制的，运行人员根据自己对锅炉运行状态、燃料情况的判断及运行经验，输入振动炉排的振动频率、振动时间、振动间隔时间后，水冷振动炉排进入周期循环运行中。在炉排周期循环运行过程中，运行人员还需要根据炉膛压力、烟气氧量及炉膛内的燃烧情况手动调节与炉排振动相关的一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门及送引风机等设备，以维持炉膛内燃烧及锅炉运行稳定。

现有炉排控制方法具有如下缺点：

(1)在炉排振动过程中，炉排上燃料松动燃烧加剧，炉膛内的燃烧状况迅速发生变化，热量释放值瞬间升高，这将导致烟气中氧量下降、可燃性气体增多，导致烟气中一氧化碳增多，炉膛压力升高。为了维持锅炉燃烧稳定，运行人员需要立刻进行燃烧调整，但燃烧调整涉及到锅炉的一次风门、点火风门、二次风门、燃尽风门及送引风机等设备，运行人员很难短时间内完成对所有设备的调整，并且必须保证操作顺序和调节量正确。操作顺序和调节量稍有偏差，在炉排振动时都会造成炉膛内形成紊流甚至爆燃，引起过低的烟气氧量及炉膛压力过大，将导致燃料的未燃烧损失增加，锅炉给料口回火造成炉前料仓着火以及锅炉停机的风险。

(2)在炉排振动过程中，振动时间、振动间隔时间无法根据锅炉运行及燃料量进行实时调整，不合理的振动时间及振动间隔时间会造成炉排上燃料量及燃料在炉排上的停留时间与锅炉负荷需求不一致，并且将影响炉膛内燃烧和锅炉效率。