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锅炉燃烧综合优化控制方案项目背景1三部委及国家的政策要求2机组低负荷运行时间增加，偏离额定工况，导致效率下降3机组深度调峰调频，原有的调节方式无法适应要求4煤种多变，偏离设计煤种，对燃烧也存在较大的影响5低氮燃烧改造后，锅炉燃烧工况发生变化，飞灰可热物偏高，CO出现大幅度波动，主蒸汽温度、再热蒸汽温度两侧偏差大，难于控制锅炉燃烧综合优化控制方案一次风自适应控制系统提高磨煤机出口温度自适应控制系统磨煤机出口粉管细度、浓度、速度测量及系统优化飞灰含可燃物测量系统蒸汽温度压红线优化系统飞灰可燃物、CO、NOx最佳配置的锅炉燃烧综合优化闭环控制1一次风机运行负荷对于大型电站锅炉，一次风机厂用电率约0.3%,占整个厂用电的比例约4%~8%一次风机的优化运行是节能的重要方面一、一次风自适应控制系统2常规控制存在的问题以一次风压为变量控制一次风机开度，一次风压设定值由函数控制2常规控制存在的问题磨煤机风量由热风门（冷风门）控制，风量设定值由风煤比函数决定目前的一次风运行现状----结果不同负荷特别是低负荷下各风门存在较大的节流损失，一次机运行不经济难于自动适应煤种变化时所需的风量控制难于自动适应负荷快速变化的调节要求。一次风自适应控制在不同的煤种、出力下，一次风系统阻力变化一次风自适应控制系统（IEC系统）最大限度减少冷热风门节流损失，降低一次风机电耗提高冷热风自动调节品质3解决方案ICE智能控制系统负荷426MWIEC调节至65mbar原有控制75mbar一次风自适应投入前后一次风炉膛差压调节情况4一次风自适应投入后节能效果一次风自适应投入前后一次风炉膛差压调节情况负荷408MWA一次风机电流62.5AB一次风机电流59.7A负荷414MWA一次风机电流53.4AB一次风机电流50.8A应用前电流参数应用后电流参数一次风自适应控制系统节电效果在ABCDE磨运行且各磨出力均匀，入炉煤热值22548kJ/kg条件下，投入一次风自适应控制系统后，单台机组的一次风机节电率可达8%~31%，节电功率约为170~470kW。投入一次风后可以节省煤耗0.45g/kwh随着负荷下降，给煤率下降，一次风机节电率升高。减少空预器漏风率无检测手段，煤粉在管道呈现盲喷状态，各风管压损不同造成管内煤粉分配不均,无法实时判断煤粉细度煤粉燃烧不完全，排烟温度增大煤粉浓度过低，产生大量的NOX煤粉流速无法控制，造成四角不平衡煤粉细度过大，无法及时调整，造成飞灰可燃物偏高二磨煤机出口粉管细度、浓度、速度测量及系统优化1磨煤机煤粉现状分析2系统结构系统示意图控制机柜现场探头速度、浓度、细度曲线速度细度浓度煤粉细度（R75、R90、R200）、浓度、速度均匀性指数报表实时监测煤粉细度，调整制粉系统的运行，使细度在合适的范围内，以降低磨煤机功耗，提高锅炉效率，同时可以与动态分离器构成闭环控制。实时监测煤粉细度、浓度、速度、均匀性指数，对直吹式制粉系统的磨煤机的运行状况进行监测，为磨煤机的状态检修提供依据。可以调平各支管煤粉流量实时自动计算入炉煤粉总量，可以调节一次及二次风量，达到最佳风煤比，提高锅炉效率3测量系统的作用提高磨煤机的入口温度，可以增加分离器出口温度，提高磨煤机干燥能力，可减少磨内的再循环煤量和煤层厚度，使制粉电耗降低，由于开大热风门、关小冷风门可以降低排烟温度和散热损失，提高入炉一次风粉温度，使之有利煤粉气流着火，可以降低锅炉飞灰含碳量，并对提高燃烧效率有明显的效果外高桥第三电厂实施效果证明：在一定条件和煤种下，磨出口温度从78℃提高至93℃，供电煤耗下降0.82g/kWh。冷一次风旁路率降低1%,可降低排烟温度约0.4~0.45℃。三磨煤机出口温度自适应控制1提高磨煤机出口温度的作用磨煤机出口温度自适应控制系统煤种着火特性和可燃物气体析出分析；提高磨煤机出口温度现场试验；智能控制系统实施，（煤种、煤质的信号获取、IEC控制系统、控制策略设计等）。2实施方案煤质信号的获取方案四提高蒸汽温度调节品质并实现压红线运行1影响蒸汽温度难控制因素干扰因素多，是迟延和时间常数均大的对象煤种多变、机组深度调峰调频，导致汽温难控制低氮燃烧改造后，流场改变，温度难控制2压红线运行---节能空间大提高主汽温5℃，机组发电煤耗率就降低0.5g/kWh再热汽温能够提高3℃，机组发电煤耗率就降低0.21g/kWh具有较高的经济性。3控制方案针对锅炉燃烧大滞后对象的模型预测控制，对对象在不同负荷段的调节过程误差曲线的不同区间段的特性，按照操作员的人工智能的操作思维方式，对动态误差进行非线性规划，自动实现让PID调节器的Kp、TI、TD三个参数在动态调节过程中的变化特性符合人工智能操作方式，以克服常规PID控制参数在调节时的平稳性和快速性之间的矛盾,其负荷适应性好,动态超调量小和稳态精度极佳。这种控制方法对火力发电厂中的主汽温度这种具有较多干扰因素、迟延和时间常数均大的对象,能取得极好的调节效果，并能实现蒸汽温度压红线运行。五飞灰可燃物、CO、NOx最佳配置的锅炉燃烧综合优化闭环控制1实施方案依靠燃烧状态参数检测系统的飞灰含碳在线测量、CO、一次风煤粉流速和浓度、细度的在线测量、烟气成分在线连续测量以及煤种、煤质的在线辨识所得参数通过现场试验及理论推导，完善优化控制策略，实施闭环优化控制系统将锅炉效率和NOx作为控制系统的性能指标，根据当前负荷、煤质等工况条件，基于风煤最优配比控制，输出相关的控制指令，实现用规则控制结合传统的反馈控制的综合优化闭环控制。2预计实施效果提高锅炉运行效率；降低NOx排放量；降低厂用电量；提高调节系统的调节品质，改善燃烧的稳定性。汽轮机阀门管理优化我厂2010年开始立项实施：3号机组低负荷滑压优化运行试验，在2014-4-22~2014-5-5，电科院及我厂相关技术人对在我厂3号汽轮机调门运行方式进行27个工况的试验，试验结果如下优化方案优化阀门曲线优化低负荷有关运行曲线优化CCS控制回路