一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法及系统与流程

1.本发明属于温度控制技术领域，尤其涉及一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法及系统。

背景技术：

2.在火力发电厂，锅炉在运行过程中经常会发生炉膛出口烟温偏差大的情况，严重时造成两侧主汽温度的差别较大，超出允许范围，直接影响运行安全和经济效益。
3.发明人发现，通常电厂运行人员会手动调节各级配风去努力消除炉膛出口烟温偏差大这一现象，不仅调节过程耗时长，调节效果差，而且每个班组、每个具体的运行操作人员的经验和具体的操作手法都不尽相同，运行人员个人水平和经验对调节过程和结果产生很重要影响，不同的运行人员在不同时机的调整也会有不同的结果，操作的过程随意性较大，调节效果不稳定，有时反而会加大偏差，而且频繁的调节也会对锅炉的稳定燃烧产生严重影响，从而影响机组的经济性和安全性。

技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，提出了一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法及系统，本发明采用正反切风调节的方法，直接在分散控制系统(distributed control system，简称dcs)中增加温度调节控制逻辑模块，根据烟温偏差情况可以选择自动或手动方式，先对参数进行判断，然后调整正切风或反切风的角度和风量，同时耦合氧量等参数，延时不断进行判断并调节，保持其它参数不发生较大的变化下自动将烟温偏差逐渐降低到允许范围，从而降低汽温偏差。而对挡板的自动调节控制，也会对提高锅炉燃烧效率，减少氮氧化物(nox)排放产生有益的作用。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
6.第一方面，本发明提供了一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，包括：
7.获取炉膛出口两侧烟气温度；
8.根据获取的两侧烟气温度，计算得到两侧的烟气温度偏差；
9.判断烟气温度偏差是否超过预设限值，如果是，则进行调节，否则，不予调节；
10.如果烟气温度偏差超过温度偏差预设限值，根据烟气温度偏差情况，按照预设顺序和幅度调节燃烬风挡板的开度和燃烬风的偏置角度，得到调节后的烟气温度偏差和烟气含氧量；
11.继续比较调节前后烟气中的含氧量偏差，如果含氧量偏差超过含氧量预设限值，则按照预设比例和幅度调节二次风挡板，直至含氧量偏差在含氧量预设限值内；
12.继续获取和比较两侧烟气温度偏差是否减小到温度偏差预设限值内，如果是，则停止调节，否则，继续进行判断和调节，直至烟气温度偏差减小到温度偏差预设限值内。
13.进一步的，开大燃烬风挡板时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次开大，当燃烬风挡板开大到限值时，以每次预设的幅度从上到下依次调节开大每层燃烬
风的偏置角度，挡板或偏置角度每调节一层计算判断一次，直至满足调整要求；
14.调节关小燃烬风挡板时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次关小每层燃烬风挡板，当燃烬风挡板关到限值时，每次预设的幅度从上到下依次调节关小每层燃烬风的偏置角度，挡板或偏置角度每调节一层计算判断一次，直至满足调整要求。
15.进一步的，开大二次风挡板的时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次开大每层二次风挡板；
16.调节关小二次风挡板的时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次关小每层二次风挡板；
17.每调节一层计算判断一次，直至满足含氧量的调整要求。
18.进一步的，保持调节期间烟气的含氧量的变化在预设允许范围内。
19.进一步的，如果炉膛出口一侧的烟气温度大于另一侧的烟气温度，即温度由高到低的分布呈顺时针分布，则判断燃烬风挡板的开度是否大于第一预设限值开度，如果是，则按预设比例关小反切的燃烬风，否则，报警；如果炉膛出口一侧的烟气温度小于另一侧的烟气温度，即温度由高到低的分布呈逆时针分布，则判断燃烬风挡板的开度是否大于第二预设限值开度，如果是，则报警，否则，按预设比例开大反切的燃烬风。
20.进一步的，判断调节前烟气中的含氧量是否大于调节后烟气中的含氧量，如果是，则按预设比例和顺序分层开大二次风挡板，否则，按预设比例和顺序关小二次风。
21.进一步的，燃烬风挡板和二次风挡板的调节顺序、调节幅度、调节的大小限值和调节速度可调。
22.第二方面，本发明还提供了一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节系统，包括：
23.数据采集模块，被配置为：获取炉膛出口两侧烟气温度；
24.温度偏差计算模块，被配置为：根据获取的两侧烟气温度，计算得到两侧的烟气温度偏差；
25.第一判断模块，被配置为：判断烟气温度偏差是否超过预设限值，如果是，则进行调节，否则，不予调节；
26.第一调节模块，被配置为：如果烟气温度偏差超过温度偏差预设限值，根据烟气温度偏差情况，按照预设顺序和幅度调节燃烬风挡板的开度和燃烬风的偏置角度；得到调节后的烟气温度偏差和烟气含氧量；
27.第二判断模块，被配置为：判断调节后的烟气含氧量偏差是否超过含预设限值，如果是，则继续调节，否则，停止调节；
28.第二调节模块，被配置为：当调节后的烟气含氧量偏差超过含氧量预设限值，则按照预设比例和幅度调节二次风挡板，直至含氧量偏差在含氧量预设限值内；
29.第三判断模块，被配置为：继续获取和比较两侧烟气温度偏差是否减小到温度偏差预设限值内，如果是，则停止调节，否则，继续进行判断和调节，直至烟气温度偏差减小到温度偏差预设限值内。
30.第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法的步骤。
31.第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上
并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法的步骤。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
33.1、本发明通过对判断烟气温度偏差是否超过预设限值来确定是否进行调节，调节时，根据烟气温度偏差情况，按照预设顺序和幅度调节燃烬风挡板的开度和燃烬风的偏置角度；得到调节后的烟气温度偏差；继续比较调节前后烟气中的含氧量偏差，如果含氧量偏差超过含氧量预设限值，则按照预设比例和幅度调节二次风挡板，直至含氧量偏差在含氧量预设限值内；继续判断调节后的烟气温度偏差是否减小到温度偏差预设限值内，来决定是否继续进行判断和调节；通过上述调节过程，实现了根据烟气温度偏差情况对燃烬风挡板和二次风挡板的自动调节，从而解决了手动调节时耗时长，调节效果差的问题，实现了消除炉膛出口烟温偏差大这一现象；
34.2、本发明除了在dcs中设置新的温度调节控制逻辑模块外，其余温度测量、调风挡板、执行器设备等都是锅炉原有设备(通常，燃烬风挡板在锅炉燃烧区域的上部，二次风挡板在锅炉燃烧器区域并与燃烧器的一次风交错布置)，即无需额外新增、加装设备，不影响整个系统，实施起来简单可靠，投入少见效快；
35.3、本发明投入自动后，依靠逻辑模块判断即可自动调节控制或者保持烟温偏差在允许范围内，解除了调控结果对运行人员素质和经验的依赖，大大减少人工操作干预，极大减轻运行人员运行调整工作量，可以集中更多精力监视其它重要参数的变化，有利于机组的安全经济运行；
36.4、本发明对挡板进行自动调节、协调控制实现调节温差目的，减少了人工的频繁操作，减小了调整操作对整个系统的影响，也对锅炉燃烧稳定产生有益的作用。
附图说明
37.构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
38.图1为本发明实施例1的判断流程图；
39.图2为本发明实施例1的流程图。
具体实施方式
40.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
41.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
42.说明：锅炉的炉内气流切圆转向有的设计为逆时针，有的设计为顺时针，而燃烬风的转向一般设计为与气流切圆相反即反切，本发明皆以炉内气流切圆转向为逆时针、燃烬风转向反切为例加以说明。
43.实施例1：
44.如图1所示，本实施例提供了一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，包括：
45.获取炉膛出口两侧烟气温度；
46.根据获取的两侧烟气温度，计算得到两侧的烟气温度偏差；
47.判断烟气温度偏差是否超过预设限值，如果是，则进行调节，否则，不予调节；
48.如果烟气温度偏差超过温度偏差预设限值，根据烟气温度偏差情况，按照预设顺序和幅度调节燃烬风挡板的开度和燃烬风的偏置角度；得到调节后的烟气温度偏差和烟气含氧量；
49.继续比较调节前后烟气中的含氧量偏差，如果含氧量偏差超过含氧量预设限值，则按照预设比例和幅度调节二次风挡板，直至含氧量偏差在含氧量预设限值内；
50.继续获取和比较两侧烟气温度偏差是否减小到温度偏差预设限值内，如果是，则停止调节，否则，继续进行判断和调节，直至烟气温度偏差减小到温度偏差预设限值内。
51.开大燃烬风挡板时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次开大，当燃烬风挡板开大到限值时，以每次预设的幅度从上到下依次调节开大每层燃烬风的偏置角度，挡板或偏置角度每调节一层计算判断一次，直至满足调整要求；
52.调节关小燃烬风挡板时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次关小每层燃烬风挡板，当燃烬风挡板关到限值时，每次预设的幅度从上到下依次调节关小每层燃烬风的偏置角度，挡板或偏置角度每调节一层计算判断一次，直至满足调整要求。开大二次风挡板的时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次开大每层二次风挡板；调节关小二次风挡板的时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次关小每层二次风挡板，每调节一层计算判断一次，直至满足含氧量的调整要求。
53.如果炉膛出口一侧的烟气温度大于另一侧的烟气温度，即温度由高到低的分布呈顺时针分布，则判断燃烬风挡板的开度是否大于第一预设限值开度，如果是，则按预设比例关小反切的燃烬风，否则，报警；如果炉膛出口一侧的烟气温度小于另一侧的烟气温度，即温度由高到低的分布呈逆时针分布，则判断燃烬风挡板的开度是否大于第二预设限值开度，如果是，则报警，否则，按预设比例开大反切的燃烬风。具体的，如果炉膛出口左(或a)侧的烟气温度大于右(或b)侧的烟气温度，即温度由高到低的分布呈顺时针分布，则判断燃烬风挡板的开度是否大于第一预设限值开度，如果是，则按预设比例关小反切的燃烬风，否则，报警；如果炉膛出口左(或a)侧的烟气温度小于右(或b)侧的烟气温度，即温度由高到低的分布呈逆时针分布，则判断燃烬风挡板的开度是否大于第二预设限值开度，如果是，则报警，否则，按预设比例开大反切的燃烬风。
54.判断调节前烟气中的含氧量是否大于调节后烟气中的含氧量，如果是，则按预设比例和顺序分层开大二次风挡板，否则，按预设比例和顺序关小二次风。
55.在其他实施例中，与所述锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法对应的，还提供了一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节系统；包括：dcs系统中设置温度调节控制逻辑模块，炉膛出口烟道温度测量装置和调风挡板自动调节装置，所述温度测量装置为烟道上装设的测温热电偶，所述调风挡板自动调节装置包括燃烬风、二次风等挡板和相配的驱动机构，挡板位于锅炉内部；所述测温热电偶和驱动机构与机组dcs系统连接。通过温度测量装置测量炉膛出口烟道烟温，并将信号传递给dcs中的温度调节控制逻辑模块，通过模块进行偏差计算，之后根据算结果，发出动作指令，控制挡板自动调节装置对各挡板进行协调控制调节，采用负反馈方式，将烟温偏差逐渐降低到允许范围，从而实现自动调温的目的。
56.所述逻辑模块中，可设置正常情况下炉内烟气流动切圆的转向选择，可选择顺时针或逆时针，本实施例以逆时针为例说明，可设置一侧(标记为左侧或a侧)和另一侧(标记为右侧或b侧)的烟温偏差最大允许值，一般设置为50℃。
57.所述逻辑模块中设置功能选择：如投自动/解除自动、调风挡板选择在自动/手动状态等，可任意选择部分挡板参与或者退出自动调节，可设置挡板的调节顺序、调节幅度、自动调节的大小限值和调节速度，以及模块每次判断前的等待时间等；调风挡板包括二次风挡板、周界风挡板和燃烬风挡板等。
58.所述逻辑模块中设置调风挡板开关的控制顺序和调节幅度。通常的设置是：调节开大燃烬风挡板时，以从上层到下层的顺序依次开大每层燃烬风挡板2-5％，当挡板开大到限值时以每次5度的幅度从上到下依次调节开大每层燃烬风的偏置角度直至最大限值，挡板或偏置角度每调节一层模块即计算判断一次，直至满足调整要求；调节关小燃烬风挡板时，以从上层到下层的顺序依次关小每层燃烬风挡板2-5％，当挡板关到限值时以每次5度的幅度从上到下依次调节关小每层燃烬风的偏置角度直至最小限值，挡板或偏置角度每调节一层模块即计算判断一次，直至满足调整要求；调节开大二次风挡板的时，以从上层到下层的顺序依次开大每层燃烬风挡板1-2％，调节关小二次风挡板的时，以从上层到下层的顺序依次关小每层燃烬风挡板1-2％，每调节一层模块即计算判断一次，直至满足氧量的调整要求。由于每台锅炉的运行和调节特性差别可能很大，所以可通过现场试验进一步地确定某台机组的最佳挡板开关组合顺序、调节幅度、自动调节的大小限值和调节速度，并在模块中予以具体设置，以便更有效地有针对性地进行调节，更加符合每台机组的具体特点，更为个性化。
59.在一些实施例中，设置调风挡板开关的控制顺序、调节幅度、自动调节的大小限值和调节速度，可通过现场试验进一步地确定某台机组的最优方案，并在模块中予以具体设置，以便更有效地有针对性地进行调节，更加符合每台机组的具体特点，满足个性化需求。
60.所述逻辑模块中还耦合氧量等参数的变化调节，保持调节期间氧量的变化在一定允许范围内，一般变化范围可以设置为0.5-1％，随每台锅炉特性的不同而异，可通过现场试验具体确定最优值，避免因调节过程而对燃烧产生其它影响，从而影响机组运行稳定。
61.所述温度测量装置测量烟道内的烟温，并将信号传递给dcs中的温度调节控制逻辑模块，该模块进行偏差计算修正，之后根据计算结果，发出相应动作指令，控制挡板的驱动机构动作以对各挡板进行协调控制调节，经过一定时间后再次进行测量和计算，并根据最新结果进行再次调节、测量和计算，并进行进一步调控，这样用负反馈的方式将烟温偏差逐渐降低到允许范围，实现自动调温的目的。
62.所述烟气挡板通过驱动机构来实现其开度的调节，驱动机构可采用驱动电机、压缩空气或是其它现有的驱动方式来实现。
63.所述挡板和相配驱动机构皆为锅炉原有结构。
64.所述用于测量炉膛出口烟气温度的热电偶或者温度传感器等为锅炉现有设施，可根据实际情况来具体选择型号，在此不再详述。
65.实施例2：
66.本实施例提供了一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节系统，包括：
67.数据采集模块，被配置为：获取炉膛出口两侧烟气温度；
68.温度偏差计算模块，被配置为：根据获取的两侧烟气温度，计算得到两侧的烟气温度偏差；
69.第一判断模块，被配置为：判断烟气温度偏差是否超过预设限值，如果是，则进行调节，否则，不予调节；
70.第一调节模块，被配置为：如果烟气温度偏差超过温度偏差预设限值，根据烟气温度偏差情况，按照预设顺序和幅度调节燃烬风挡板的开度和燃烬风的偏置角度；得到调节后的烟气温度偏差和烟气含氧量；
71.第二判断模块，被配置为：判断调节后的烟气含氧量偏差是否超过含预设限值，如果是，则继续调节，否则，停止调节；
72.第二调节模块，被配置为：当调节后的烟气含氧量偏差超过含氧量预设限值，则按照预设比例和幅度调节二次风挡板，直至含氧量偏差在含氧量预设限值内；
73.第三判断模块，被配置为：继续获取和比较两侧烟气温度偏差是否减小到温度偏差预设限值内，如果是，则停止调节，否则，继续进行判断和调节，直至烟气温度偏差减小到温度偏差预设限值内。
74.所述系统的工作方法与实施例1的锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法相同，这里不再赘述。
75.实施例3：
76.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了实施例1所述的锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法的步骤。
77.实施例4：
78.本实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了实施例1所述的锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法的步骤。
79.以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。

技术特征：

1.一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，其特征在于，包括：获取炉膛出口两侧烟气温度；根据获取的两侧烟气温度，计算得到两侧的烟气温度偏差；判断烟气温度偏差是否超过预设限值，如果是，则进行调节，否则，不予调节；如果烟气温度偏差超过温度偏差预设限值，根据烟气温度偏差情况，按照预设顺序和幅度调节燃烬风挡板的开度和燃烬风的偏置角度，得到调节后的烟气温度偏差和烟气含氧量；继续比较调节前后烟气中的含氧量偏差，如果含氧量偏差超过含氧量预设限值，则按照预设比例和幅度调节二次风挡板，直至含氧量偏差在含氧量预设限值内；继续获取和比较两侧烟气温度偏差是否减小到温度偏差预设限值内，如果是，则停止调节，否则，继续进行判断和调节，直至烟气温度偏差减小到温度偏差预设限值内。2.如权利要求1所述的一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，其特征在于，开大燃烬风挡板时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次开大，当燃烬风挡板开大到限值时，以每次预设的幅度从上到下依次调节开大每层燃烬风的偏置角度，挡板或偏置角度每调节一层计算判断一次，直至满足调整要求；调节关小燃烬风挡板时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次关小每层燃烬风挡板，当燃烬风挡板关到限值时，每次预设的幅度从上到下依次调节关小每层燃烬风的偏置角度，挡板或偏置角度每调节一层计算判断一次，直至满足调整要求。3.如权利要求1所述的一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，其特征在于，开大二次风挡板的时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次开大每层二次风挡板；调节关小二次风挡板的时，在预设开度增量范围内，以从上层到下层的顺序依次关小每层二次风挡板；每调节一层计算判断一次，直至满足含氧量的调整要求。4.如权利要求1所述的一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，其特征在于，保持调节期间烟气含氧量的变化在预设允许范围内。5.如权利要求1所述的一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，其特征在于，如果炉膛出口一侧的烟气温度大于另一侧的烟气温度，即温度由高到低的分布呈顺时针分布，则判断燃烬风挡板的开度是否大于第一预设限值开度，如果是，则按预设比例关小反切的燃烬风，否则，报警；如果炉膛出口一侧的烟气温度小于另一侧的烟气温度，即温度由高到低的分布呈逆时针分布，则判断燃烬风挡板的开度是否大于第二预设限值开度，如果是，则报警，否则，按预设比例开大反切的燃烬风。6.如权利要求1所述的一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，其特征在于，判断调节前烟气中的含氧量是否大于调节后烟气中的含氧量，如果是，则按预设比例和顺序分层开大二次风挡板，否则，按预设比例和顺序关小二次风。7.如权利要求1所述的一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法，其特征在于，燃烬风挡板和二次风挡板的调节顺序、调节幅度、调节的大小限值和调节速度可调。8.一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节系统，其特征在于，包括：数据采集模块，被配置为：获取炉膛出口两侧烟气温度；
温度偏差计算模块，被配置为：根据获取的两侧烟气温度，计算得到两侧的烟气温度偏差；第一判断模块，被配置为：判断烟气温度偏差是否超过预设限值，如果是，则进行调节，否则，不予调节；第一调节模块，被配置为：如果烟气温度偏差超过温度偏差预设限值，根据烟气温度偏差情况，按照预设顺序和幅度调节燃烬风挡板的开度和燃烬风的偏置角度；得到调节后的烟气温度偏差和烟气含氧量；第二判断模块，被配置为：判断调节后的烟气含氧量偏差是否超过含预设限值，如果是，则继续调节，否则，停止调节；第二调节模块，被配置为：当调节后的烟气含氧量偏差超过含氧量预设限值，则按照预设比例和幅度调节二次风挡板，直至含氧量偏差在含氧量预设限值内；第三判断模块，被配置为：继续获取和比较两侧烟气温度偏差是否减小到温度偏差预设限值内，如果是，则停止调节，否则，继续进行判断和调节，直至烟气温度偏差减小到温度偏差预设限值内。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现了如权利要求1-7任一项所述的锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法的步骤。10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现了如权利要求1-7任一项所述的锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法的步骤。

技术总结

本发明属于温度控制技术领域，提供了一种锅炉炉膛出口烟气温度偏差自动调节方法及系统，调节时，根据烟气温度偏差情况，按照预设顺序和幅度调节燃烬风挡板的开度和燃烬风的偏置角度；得到调节后的烟气温度偏差；继续比较调节前后烟气中的含氧量偏差，如果含氧量偏差超过含氧量预设限值，则按照预设比例和幅度调节二次风挡板，直至含氧量偏差在含氧量预设限值内；继续判断调节后的烟气温度偏差是否减小到温度偏差预设限值内，来决定是否继续进行判断和调节通过上述调节过程，实现了根据烟气温度偏差情况对燃烬风挡板和二次风挡板的自动调节，从而解决了手动调节时耗时长，调节效果差的问题，实现了消除炉膛出口烟温偏差大这一现象。现象。现象。