中层补偿配粉炉膛匀配与低负荷双磨稳燃供粉方法及系统与流程

本发明属于火力发电锅炉制粉系统运行控制，具体涉及一种中层补偿配粉炉膛匀配与低负荷双磨稳燃供粉方法及系统。

背景技术：

1、新能源大规模并网促使燃煤机组常态化参与深度调峰与快速变负荷运行，现役机组普遍配置直吹式制粉系统，制粉与炉膛供粉刚性耦合，煤粉输送滞后时间可达1～3min，负荷响应迟缓；磨煤机各分支煤粉管路输粉偏差大，无配套调粉结构，易引发炉膛偏烧、受热面超温及水冷壁高温腐蚀破损。

2、机组超低负荷运行时，受磨煤机最小稳定出力约束，被迫多台磨煤机冗余投运，风煤配比失衡、燃烧器煤粉浓度不足，需依托燃油或等离子装置辅助稳燃，运行成本偏高；现有技术仅优化一次风、原煤给煤控制参数，无法改变直吹系统固有的耦合架构，难以消除输粉不均、制粉惯性大、低负荷稳燃困难等固有缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种中层补偿配粉炉膛匀配与低负荷双磨稳燃供粉方法及系统，用以解决现有直吹制粉系统制粉供粉耦合、煤粉管路配粉偏差大、炉膛偏烧腐蚀、超低负荷磨煤机冗余投运、煤粉浓度低需额外辅燃的技术缺陷。

2、为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、本技术的第一方面，提供了一种中层补偿配粉炉膛匀配与低负荷双磨稳燃供粉方法，包括：

4、将锅炉前后墙燃烧器分层布置为上中下三层，上下层燃烧器经煤粉管路连通直吹磨煤机，中层燃烧器依次串联煤粉分离器、锁气器、煤粉缓冲仓、给粉机以及风粉混合器后连通中储磨煤机；

5、检测各所述直吹磨煤机分支煤粉管输粉数据，基于实测输粉偏差建立煤粉分配偏差数据库；

6、调取所述偏差数据库中的偏差数据，控制中层给粉机反向调整同列配粉量，补偿上下层煤粉分配差值，实现全炉膛列向煤粉均匀配比；

7、机组超低负荷工况下停运全部直吹磨煤机，利用两台中储磨煤机向煤粉缓冲仓存煤，通过给粉机定量输送煤粉实现双磨稳燃运行；

8、实时监测煤粉缓冲仓料位，联动调节磨煤机出力及给粉机转速，使煤粉缓冲仓料位维持动态平衡。

9、进一步地，调取所述偏差数据库中的偏差数据，控制中层给粉机反向调整同列配粉量，补偿上下层煤粉分配差值，实现全炉膛列向煤粉均匀配比，具体包括：

10、汇总同一炉宽列位处上层、下层直吹支路的实际送粉量并求取总煤粉量；

11、以同墙全部燃烧器列的总煤粉平均值作为配粉基准值；

12、将单列总煤粉量与基准值进行比对，依据差值大小调节对应位置中层给粉机的输出给粉量；

13、通过给粉机配粉量的增减补偿直吹煤粉偏差，实现全炉膛沿炉宽方向各列煤粉均匀分配。

14、进一步地，所述机组超低负荷工况下停运全部直吹磨煤机，利用两台中储磨煤机向煤粉缓冲仓存煤，通过给粉机定量输送煤粉实现双磨稳燃运行，具体包括：

15、控制两台中储磨煤机保持高于低负荷匹配需求的制粉出力，制得煤粉暂存于煤粉缓冲仓内部；

16、利用各给粉机独立调控煤粉输送速率，定量向对应中层燃烧器供给煤粉；

17、利用缓冲储粉与独立定量送粉提升燃烧器入口煤粉浓度，实现超低负荷稳定着火燃烧。

18、进一步地，在实现全炉膛列向煤粉均匀配比和实现双磨稳燃运行的过程中，机组负荷由超低负荷抬升时具体包括：

19、保持用于双磨稳燃的两台中储磨煤机连续运行；

20、投入单台直吹磨煤机，经煤粉管路为对应上下层燃烧器输送煤粉；

21、调取所述偏差数据库内对应管路偏差参数，调节同列中层给粉机的给粉输出；

22、通过中层配粉的变量调整抵消新增直吹支路产生的煤粉分配偏差，持续保障炉宽各列配粉均匀。

23、进一步地，在所述投入单台直吹磨煤机并利用中层配粉补偿煤粉偏差、维持炉宽配粉均匀的三磨运行基础上，机组负荷进一步升高，具体包括：

24、维持两台中储磨煤机与已投用直吹磨煤机持续运转；

25、于炉膛对侧投运另一台直吹磨煤机，经煤粉管路对接对应上下层燃烧器，构成两台中储磨煤机搭配两台直吹磨煤机的四磨运行工况；

26、调取所述偏差数据库数据，分区调控前后墙各列中层给粉机输出配粉量；

27、借助中层补粉反向消除新增直吹支路带来的煤粉分配偏差，持续保证全炉膛配粉均匀。

28、进一步地，在实现全炉膛列向煤粉均匀配比和实现双磨稳燃运行的过程中，机组降负荷阶段由四磨工况经三磨工况逐级切换至双磨工况时具体包括：

29、逐步下调机组负荷参数，按预设顺序分步停运直吹磨煤机，实现制粉运行工况分级切换；

30、同步调取所述偏差数据库内对应偏差参数，微调同列位置中层给粉机的配粉输出值；

31、利用中层补粉补偿直吹磨煤机停运带来的煤粉缺量与分配偏差，保证炉膛各列总煤粉供给平稳过渡，持续稳定炉膛配粉及燃烧工况。

32、进一步地，所述基于实测输粉偏差建立煤粉分配偏差数据库，具体包括：

33、采集直吹磨煤机多个离散额定出力工况下的实测输粉偏差数据；

34、针对磨煤机未开展实测的中间过渡出力工况，采用相邻实测出力点数据进行插值运算；

35、补全磨煤机全运行工况区间的煤粉分配偏差参数，构建覆盖全工况的煤粉分配偏差数据库。

36、进一步地，所述通过给粉机定量输送煤粉实现双磨稳燃运行，具体包括：

37、在超低负荷双磨稳燃运行工况下，实时采集炉膛壁温、烟气含氧量以及炉膛火焰燃烧状态信号的运行参数；

38、基于采集的实时运行参数，动态微调各列中层给粉机的煤粉输出量；

39、在保障超低负荷炉膛燃烧稳定的前提下，持续维持炉宽方向煤粉分配均匀性。

40、进一步地，所述实时监测煤粉缓冲仓料位，联动调节磨煤机出力及给粉机转速，使煤粉缓冲仓料位维持动态平衡，具体包括：

41、实时比对煤粉缓冲仓实测料位与预设上下限阈值；

42、当实测料位低于下限阈值时，上调中储磨煤机制粉出力或减小给粉机送料速率；

43、当实测料位高于上限阈值时，下调中储磨煤机制粉出力或提高给粉机送料速率；

44、通过双向联动调控锁定制粉速率与送粉速率匹配关系，保持煤粉缓冲仓料位动态平衡。

45、本技术的第二方面，提供了一种燃煤锅炉制粉系统，包括前后墙布设的三层燃烧器以及与上下层燃烧器对应配套的直吹磨煤机，所述系统采用如上所述中层补偿配粉炉膛匀配与低负荷双磨稳燃供粉方法运行，还配置中储磨煤机、煤粉分离器、锁气器、煤粉缓冲仓、给粉机以及风粉混合器；

46、上下层燃烧器分别通过煤粉管路连通对应直吹磨煤机；

47、中层燃烧器沿煤粉输送流向依次串接煤粉分离器、锁气器、煤粉缓冲仓、给粉机、风粉混合器后连通中储磨煤机；

48、所述煤粉缓冲仓一端对接中储磨煤机出料口、另一端对接各给粉机进料口，各给粉机出料口经由风粉混合器连通中层燃烧器。

49、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

50、1、通过分层差异化布置直吹、中储两套供粉结构，利用偏差数据库配合中层给粉补偿配粉，解决直吹管路煤粉偏流难题；借助缓冲仓实现制粉、送粉解耦，超低负荷可全停直吹磨依托双中储磨稳燃，配合料位闭环调控，大幅改善炉膛配粉不均、低负荷稳燃差、制粉滞后等原有缺陷，适配机组深度变负荷调峰工况。

51、2、细化单列煤粉核算与基准对标调节逻辑，以整墙平均煤粉量为基准精准核算单路偏差，量化调节中层给粉输出，相较于粗放式配粉调控，可精准抵消上下层直吹管路固有输粉偏差，精准实现炉宽各列煤粉均等分配，从源头减少炉膛局部偏烧、水冷壁高温腐蚀等故障隐患。

52、3、中储磨超额制粉存入缓冲仓、给粉机独立定量送粉，富余储粉可灵活提升中层燃烧器煤粉浓度，超低负荷无需冗余投运多台直吹磨，仅依靠两台中储磨即可稳定着火，摆脱磨煤机最小出力制约，省去等离子、燃油辅稳投入，有效降低机组低负荷运行能耗。

53、4、超低负荷升负荷至三磨，保留双中储磨持续稳燃基础上新增单台直吹磨，同步调取偏差数据修正中层配粉量，可平稳衔接低负荷稳态与升负荷工况，抵消新增直吹带来的配粉扰动，负荷抬升过程炉膛煤粉配比不发生突变，保障变负荷阶段燃烧平稳。

54、5、在三磨运行基础上对侧增设直吹磨形成四磨工况，分区调控前后墙中层给粉量补偿新增管路偏差，适配机组中高负荷扩容供粉需求，分区域针对性消除对侧新增直吹的配粉失衡问题，全负荷区间均可维持炉膛均匀配粉，满足机组满负荷区间灵活运行要求。

55、6、机组降负荷由四磨逐级降至双磨，停运直吹磨的同时利用中层补粉填补煤粉缺口，避免直吹磨批量停运造成瞬时断粉、煤粉大幅波动，实现负荷下行时入炉煤粉平稳过渡，兼顾降负荷速率与炉膛燃烧稳定性，适配机组深度调峰快速降负荷场景。

56、7、采用实测加点位插值方式补齐全工况偏差参数，弥补中间出力无实测数据的短板，建成全覆盖煤粉偏差数据库，数据库可覆盖磨煤机全出力运行区间，任意工况均可调取精准偏差数据开展配粉补偿，避免参数缺失造成调节失真，提升全工况配粉调节精度。

57、8、利用炉膛壁温、烟气氧量、火焰信号多参数实时修正给粉量，在双磨稳燃基准上实现燃烧闭环微调，兼顾低负荷着火稳定性与炉宽配粉均匀性，可根据炉膛实际燃烧状态动态纠偏，抑制局部燃烧恶化，进一步拓宽机组超低负荷安全运行区间。

58、9、缓冲仓料位上下限阈值双向联动调控磨煤机出力与给粉转速，料位偏低增磨出力或减给粉速率，料位偏高降磨出力或提送粉量，实现储粉与送粉动态平衡，防止缓冲仓堵煤或空仓断粉，保障中层配粉系统连续稳定运行，为全工况配粉补偿提供可靠储粉保障。