锅炉燃烧优化系统的应用探讨

　　1　概　况

　　浙江长兴发电有限公司2号机组B-1025/17.5-M型锅炉配5套正压直吹式中速磨煤机制粉系统,共20只DRB-XCL型旋流燃烧器,分3层对称布置在炉膛的前后墙;配2台液力耦合器调节的离心式一次风机和2台动叶调节的轴流式送风机,炉膛两侧布置12只二次风小风门参与配风调节;分散控制系统(DCS)为北京ABB公司的第四代产品Symphony控制系统。为了实现锅炉操作参数的闭环动态优化控制,提高燃烧效率,减少NOx排放,保证锅炉的经济环保运行,该公司引进了清华大学开发的电站锅炉燃烧优化系统(OCP3),该系统融合了神经网络建模技术,对墙式对冲燃烧器和ABB公司DCS控制系统具有很强的针对性,并且具有较好的兼容性和安全性。

　　2　燃烧优化系统

　　锅炉燃烧优化系统的基本原理是在机组安全运行和运行可控参数的优化空间范围内,寻找最佳的操作参数组合,使得运行优化目标最优。优化目标一般为:最佳效率、最低NOx排放、最低运行成本。

　　针对浙江长兴发电有限公司2号锅炉,锅炉燃烧优化的参数为:磨煤机一次风量、磨煤机一次风温、给煤机煤量偏置、上中下三层二次风量和氧量修正;扰动参数包括:煤质、负荷及环境温度。具体优化参数见表1。

　　燃烧优化系统通过人工神经网络模型计算得到当前工况下的最佳运行参数,以DCS相应运行参数设定值偏差补偿的形式输入DCS,在DCS中完成补偿相加,使得该运行参数的实际设定值与最优运行参数相同。DCS内部补偿逻辑如图1所示。

　　燃烧优化系统输入DCS的优化补偿值,首先要满足自身的高低限和变化速率限制,才能进入DCS,而后需再次经过数据安全检查,即对补偿值进行越限限制及变化速率限制后,再输到设定值的加法器。这样,可以保证燃烧优化系统不会对原系统的安全运行产生不良影响。

　　作为燃烧优化控制监控重要的一项,飞灰含碳量在线监测反馈对闭环燃烧优化控制系统的优劣有很大影响,改造后的飞灰含碳量在线监测仪经过近半年的试运行,能够满足闭环燃烧优化系统的需要,实现了完全意义上的闭环燃烧控制。

　　燃烧优化系统由各分路优化系统组成,各分路可以单独投运或撤出,如燃烧优化系统运行不正常,DCS会自动切除燃烧优化系统的各分路,保证了燃烧优化系统的灵活性与独立性,其投运逻辑见图2。

　　3　存在问题

　　(1)锅炉燃烧优化系统投运后,机组在AGC(自动发电控制)指令下快速加减负荷时,由于锅炉燃烧优化系统更多地考虑燃烧优化调整,因此容易导致风煤比失调,引起锅炉超温。配套的锅炉减温水优化系统因减温水调节阀流量特性与燃烧优化系统的拟合存在问题而无法发挥主动调节作用,导致汽温波动比较大,锅炉超温现象时有发生。