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应用区块跟随控制技术降低流化床锅炉氮氧化物生成量

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成果主要完成人

穆 楠、贾友志、李明柱、马俊杰、刘世俊

项目概况

为实现“绿色发展”,同时持续开展节能降耗,降低发电企业运营成本,利用物理的方法解决循环流化床锅炉脱硝超低排放的化学问题,在不增加脱硝耗材投入量的基础上,降低氮氧化物排放量。深入研究挖掘锅炉分级燃烧潜能,创新性的使用区块跟随控制技术降低流化床锅炉氮氧化物生成量,发挥自动控制的智能化与精准控制优势,实现企业降本增效及可持续性发展。 创新关键技术点 1)锅炉燃烧区氧量分布的研究与控制 2)使用二次风门区块跟随控制技术提升分级燃烧效果 3)二次风的分区精准控制节能降低二次风压 4) 控制逻辑采用顺序控制嵌入PID自动控制新型方式。 原有自动控制情况:二次风门根据二次风设定压力整体调整控制,存在缺点,二次风门数量较多,整体控制时二次风压力调整不稳定,波动较大,而且二次风门同开、同关,各运行负荷下分级燃烧调整效果欠佳,不能达到上下二次风门的合理分级燃烧效果。 创新优化思路: 打破二次风门原有控制思路,应用区块跟随控制方法进行各阀门的重新分组,即将所有阀门分为多组,选出一组做为主控组,其他小组跟随主控组的指令进行调整,这样一来,实现各组阀门的相互关联与相互制约,参数调整的精准度明显提高,分级燃烧降低NOx生成量的效果得以提升,同时当二次风压变化时不是所有阀门一起动作,而是依照分级燃烧需要分先后顺序依次调整各二次风门开度,故二次风压控制更加稳定,风压控制对比降低,节能效果显著。 自动控制系统采用GE新华公司XDPS400E完成,锅炉二次风门自动控制系统的逻辑设计工作,利用DCS软件自带的功能块完成组态逻辑工作。逻辑制作中采用顺序控制逻辑中,嵌入PID自动调节逻辑,自动调节逻辑中设置多处跟踪信号,实现逻辑的无扰跟踪自动切换逻辑,达到逻辑中控制要求。 应用区块跟随控制技术的应用后,众多二次风门不再全部同时动作,而是根据系统压力设定值,分组、分批次跟随动作,阀门动作数量的减少,也减小了二次风系统压力的扰动,调整后二次风系统压力明显降低,计算对比各负荷下参数,调整后二次风压相比此前降低3.01KPa,二次风机运行电流相比此前降低26A。调整后二次风机耗电率降低0.2%,年度可增收80万元。 应用区块跟随控制技术后,在NOx排放浓度基本不变的情况下,尿素耗用量明显降低,而且机组负荷越高,尿素节省量越明显,说明二次风强化分级燃烧调整效果十分显著,能够有效的降低NOx生成量,全年可节省尿素100吨,增收20万元。