一种燃煤锅炉烟气余热梯级利用系统及其调控方法与流程

本发明涉及烟气余热利用的，特别是涉及一种燃煤锅炉烟气余热梯级利用系统及其调控方法。

背景技术：

1、烟气余热梯级利用系统常用于燃煤锅炉的烟气输出端，以降低燃煤锅炉的排烟温度，并最大程度利用烟气余热。现有的烟气余热梯级利用系统通常包括位于主烟道内的空气预热器和位于旁路烟道内的旁路高压省煤器和旁路低压省煤器，其中，旁路高压省煤器通常用于加热热汽轮机回热系统高温给水，旁路低压省煤器通常用于加热热汽轮机回热系统凝结水，以达到节能的效果。

2、但现有的烟气余热梯级利用系统中，由于烟气旁路的烟气量通过入口调节挡板来调节，无法精确通过流量监测检测进入旁路烟道的烟气量，且也没有对应的测量仪表进行参数测量，进而无法精确计算主烟道和旁路烟道的烟气流量，使得送入主烟道和旁路烟道的烟气流量不能定量监控调节，进而导致机组运行时，不易调节烟气余热梯级利用系统旁路烟道的运行参数在最佳工况，不易发挥烟气余热梯级利用系统的节能效果。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种燃煤锅炉烟气余热梯级利用系统及其调控方法。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种燃煤锅炉烟气余热梯级利用系统调控方法，包括：设定指定工况下旁路烟气流量的优化区间和机组安全运行系数的安全区间，其中，所述机组安全运行系数为所述旁路烟气流量与锅炉总烟气量的比值；获取系统实时运行参数以计算旁路烟气流量实时值，其中，所述系统实时运行参数包括：烟气成分、烟气旁路入口烟气温度、烟气旁路入口烟气压力、烟气旁路出口烟气温度、烟气旁路出口烟气压力以及烟气旁路传热量；计算所述锅炉总烟气量，并根据所述旁路烟气流量实时值和所述锅炉总烟气量计算机组安全运行系数实时值；烟气余热梯级利用系统最佳运行工况调节，包括调节烟气挡板开度，以使所述机组安全运行系数实时值位于所述安全区间，所述旁路烟气流量实时值位于所述优化区间，且与所述优化区间最大值的差值最小。

4、优选地，所述烟气余热梯级利用系统最佳运行工况调节，具体包括：调节所述烟气挡板的开度，以使所述旁路烟气流量实时值与所述优化区间的最大值相等；判断所述机组安全运行系数实时值是否在所述安全区间范围内，若是，则保持所述烟气挡板开度不变，若否，则减小所述烟气挡板开度，直至所述机组安全运行系数实时值在所述安全区间范围内。

5、优选地，调节所述烟气挡板的开度，以使所述旁路烟气流量实时值与所述优化区间的最大值相等，具体包括：粗调所述烟气挡板的开度，以使所述旁路烟气流量实时值在所述优化区间内；细调所述烟气挡板的开度，以使所述旁路烟气流量实时值与所述优化区间的最大值相等。

6、优选地，所述烟气余热梯级利用系统最佳运行工况调节，具体包括：根据所述安全区间的最大值计算旁路烟气流量最优值；判断所述旁路烟气流量最优值是否大于所述优化区间的最大值，若是，则调节所述烟气挡板的开度，以使所述旁路烟气流量实时值与所述优化区间的最大值相等，若否，则调节所述烟气挡板的开度，以使所述旁路烟气流量实时值与所述旁路烟气流量最优值相等。

7、优选地，所述计算所述锅炉总烟气量包括：利用公式：v0gk＝0.98×k×(qar，net-3.3727aar×c)/1000计算锅炉总烟气量；其中，k为根据燃料的种类和燃料无灰干燥基挥发分取值的系数；qar，net为每千克燃料的低位发热量；aar为燃料收到基灰分含量；c为灰渣中平均含碳量与燃煤灰量之百分比。

8、优选地，所述获取系统实时运行参数以计算旁路烟气流量实时值，包括：利用所述烟气成分、所述烟气旁路入口烟气温度和所述烟气旁路入口烟气压力计算旁路烟气入口焓值；利用所述烟气成分、所述烟气旁路出口烟气温度、所述烟气旁路出口烟气压力计算旁路烟气出口焓值；利用所述旁路烟气入口焓值、所述旁路烟气出口焓值与所述烟气旁路传热量计算所述旁路烟气流量实时值。

9、优选地，还包括计算所述烟气旁路传热量，具体包括：根据旁路高压省煤器进水温度和旁路高压省煤器进水压力获取旁路高压省煤器进水焓值；根据旁路高压省煤器出水温度和旁路高压省煤器出水压力获取旁路高压省煤器出水焓值；获取旁路给水流量，并利用所述旁路给水流量、所述旁路高压省煤器进水焓值和所述旁路高压省煤器出水焓值计算烟气旁路给水吸热量；根据旁路低压省煤器进水温度和旁路低压省煤器进水压力获取旁路低压省煤器进水焓值；根据旁路低压省煤器出水温度和旁路低压省煤器出水压力获取旁路低压省煤器出水焓值；获取旁路凝结水流量，并利用所述旁路凝结水流量、所述旁路低压省煤器进水焓值和所述旁路低压省煤器出水焓值计算烟气旁路凝结水吸热量；根据所述烟气旁路给水吸热量和所述烟气旁路凝结水吸热量获取所述烟气旁路传热量。

10、优选地，一种适用于上述方法的燃煤锅炉烟气余热梯级利用系统，包括主烟路、烟气旁路、烟气挡板、测量装置和控制中心，测量装置用于获取系统实时运行参数，所述系统实时运行参数包括：烟气成分、烟气旁路入口烟气温度、烟气旁路入口烟气压力、烟气旁路出口烟气温度、烟气旁路出口烟气压力以及烟气旁路传热量；所述控制中心包括：标准参数设定单元，用于设定指定工况下旁路烟气流量的优化区间和机组安全运行系数的安全区间；第一计算单元，用于根据所述系统实时运行参数计算旁路烟气流量实时值；第二计算单元，用于计算所述锅炉总烟气量，并根据所述旁路烟气流量实时值和所述锅炉总烟气量计算机组安全运行系数实时值；调节烟气挡板开度控制单元，用于调节烟气挡板开度，以使所述机组安全运行系数实时值位于所述安全区间，所述旁路烟气流量实时值位于所述优化区间，且与所述优化区间最大值的差值最小。

11、优选地，所述测量装置包括：第一测量点，位于所述烟气旁路的烟气入口端，用于测量所述烟气旁路入口烟气温度和所述烟气旁路入口烟气压力；第二测量点，位于所述烟气旁路的烟气出口端，用于测量所述烟气旁路出口烟气温度和所述烟气旁路出口烟气压力；烟气旁路传热量获取组件，用于获取烟气旁路传热量。

12、优选地，所述烟气旁路传热量获取组件包括：旁路高压省煤器进水测量点，用于测量旁路高压省煤器进水温度、旁路高压省煤器进水压力和旁路给水流量，以计算旁路高压省煤器进水焓值；旁路高压省煤器出水测量点，用于测量旁路高压省煤器出水温度、旁路高压省煤器出水压力，以计算旁路高压省煤器出水焓值；旁路低压省煤器进水测量点，用于测量旁路低压省煤器进水温度、旁路低压省煤器进水压力和旁路凝结水流量，以计算旁路低压省煤器进水焓值；旁路低压省煤器出水测量点，用于测量旁路低压省煤器出水温度和旁路低压省煤器出水压力，以计算旁路低压省煤器出水焓值。

13、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

14、上述技术方案中所提供的一种燃煤锅炉烟气余热梯级利用系统调控方法和系统，通过测量烟气旁路入口烟气温度、烟气旁路入口烟气压力、烟气旁路出口烟气温度、烟气旁路出口烟气压力以及计算烟气旁路传热量，能够精确地计算旁路烟气流量的实时值，进而能够控制上述参数，以使旁路烟气流量的实时值在优化区间内、机组安全运行系数在安全区间内，进而能够调节烟气余热梯级利用系统旁路烟道的运行参数(即旁路烟气量)在最佳运行工况，更能发挥烟气余热梯级利用系统的节能效果。