循环流化床锅炉料层及SO2排放的监测调整装置及方法与流程

阅读：评论：0

循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置及方法
技术领域
1.本发明涉及锅炉自动控制技术领域，具体涉及一种循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置及方法。

背景技术：

2.循环流化床锅炉采用流态化燃烧，目前已经很好的解决了热学、力学、材料学等基础问题和膨胀、磨损、超温等工程问题，成为难燃固体燃料(如煤矸石、油页岩、城市垃圾、淤泥和其他废弃物)能源利用的先进技术。循环流化床锅炉运行中需要对料层厚度、密相区温度、脱硫效果等指标进行管控，以便实现循环流化床锅炉的稳定运行，达标排放。
3.循环流化床锅炉主要结构包括燃烧室和循环返料两大部分，燃烧室主要分为下部密相区和上部稀相区，密相区中料层静止厚度一般为350到600毫米，床层过低则会使床料蓄热量过低，床温剧烈波动，锅炉不能稳定运行，出现被迫停炉情况。当操作人员因投加给煤量和配风操作不匹配，配风量低于给煤量燃烧所需时，后期会造成密相区爆燃，密相区床温迅速升高，当密相区温度超过动力煤中灰分软化温度时床料易出现结焦现象，造成锅炉运行困难，严重时造成锅炉停炉。循环流化床锅炉目前脱硫主流技术包括炉内干法脱硫、炉外干法、半干法、湿法脱硫等，在正常工况下，以上脱硫方法均能达标排放，但是在脱硫设备设施出现故障时或循环流化床工况发生剧烈波动时，锅炉烟气so2易出现短时段超标排放情况。因此，迫切需要设计一种循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置及方法，以解决现有炉膛内料层厚度变薄时床层温度波动出现锅炉停炉事件以及so2排放超标的问题。

技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置及方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，包括料仓、给煤机、煤仓和炉膛，所述给煤机的上方安装有至少两个料仓，料仓的底部出料口处连接连通管，连通管上安装有料仓调节阀，用于料仓调节阀控制料仓中的物料落到给煤机上，给煤机的落料端通过锅炉溜煤槽连接炉膛，用于给煤机上的煤炭和料仓的物料进入炉膛内；
6.料仓调节阀电性连接控制系统，控制系统电性连接料层料位计、温度传感器和so2分析仪。
7.具体的是，所述料仓调节阀采用带动阀或气动阀，一个料仓内的物料为石英砂或炉渣，另一个料仓内的物料为石灰石，料仓内安装有料仓料位计，料仓料位计连接控制系统。
8.具体的是，所述料仓料位计采用雷达料位计或超声波料位计。
9.具体的是，所述石英砂的粒径小于10mm，炉渣筛选后的粒径小于10mm，石灰石的粒
径小于10mm。
10.具体的是，所述给煤机的进料端上方安装有煤仓，煤仓底部的出料口处安装有煤仓控制阀。
11.具体的是，所述料层料位计采用雷达料位计或超声波料位计，料层料位计安装在炉膛下部，温度传感器安装在炉膛的料层内，so2分析仪安装在炉膛的排放管道内。
12.具体的是，所述炉膛的底部连接冷渣机。
13.具体的是，所述控制系统采用dcs控制系统或plc控制系统。
14.循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整方法，包括以下步骤：
15.1)料层料位计检测到炉膛内的料层厚度低于设定的下限值时，控制系统监测到料层料位计的检测数据；
16.2)控制系统控制盛放石英砂或炉渣的料仓的料仓调节阀开启，将石英砂或炉渣由料仓逐步补充至循环流化床锅炉的炉膛内，此时注意控制给煤量及炉膛温度，在保证炉膛温度稳定的前提下逐渐补充料层厚度，至设定的标准料层厚度后关闭料仓调节阀；
17.3)温度传感器检测到炉膛内料层的密相区温度高于设定的上限值时，控制系统监测到温度传感器的温度数据；
18.4)控制系统控制盛放石英砂或炉渣的料仓的料仓调节阀开启，将石英砂或炉渣由料仓逐步补充至循环流化床锅炉的炉膛内，以石英砂或炉渣吸收炉膛中热量，同时加大冷渣机的卸料量，将密相区未燃尽底料卸出炉膛，此时注意观察和控制炉膛温度，至炉膛温度稳定到设定的标准值后关闭料仓调节阀后恢复正常操作；
19.5)so2分析仪检测到循环流化床锅炉的排放管道中的烟气so2含量超出设定的上限值时，控制系统监测到so2分析仪检测的so2含量数据；
20.6)控制系统控制盛放石灰石料仓的料仓调节阀开启，将石灰石由料仓逐步投入至循环流化床锅炉的炉膛内，石灰石中caco3受热分解成氧化钙和二氧化碳，再与烟气中so2反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，最终被氧化成硫酸钙实现烟气脱硫目的，此时注意观察烟气so2分析仪的数据，根据数据变化调整料仓调节阀开度，至烟气so2分析仪数据稳定到设定的标准值后，其他脱硫设施故障消除后关闭料仓调节阀。
21.本发明具有以下有益效果：
22.本发明设计的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置及方法，在锅炉炉膛外部给煤机等位置设置盛放底料或降温物料、脱硫剂料仓，底料补充或降温物料、脱硫剂通过自重方式进入锅炉炉膛，有效解决床层过低，密相区床温迅速升高，锅炉烟气so2短时段超标问题，稳定锅炉运行，确保锅炉烟气so2达标排放。
附图说明
23.图1是循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置的结构示意图。
24.图中：1-料仓料位计；2-料仓；3-料仓调节阀；4-连通管；5-锅炉溜煤槽；6-控制系统；7-冷渣机；8-料层料位计；9-温度传感器；10-so2分析仪；11-给煤机；12-煤仓；13-炉膛。
具体实施方式
25.以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1所示，循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，包括料仓料位计1、料仓2、料仓调节阀3、连通管4、锅炉溜煤槽5、控制系统6、料层料位计8、温度传感器9、so2分析仪10、给煤机11、煤仓12和炉膛13，给煤机11采用输送皮带机，给煤机11的进料端上方安装有煤仓12，煤仓12底部的出料口处安装有煤仓控制阀。
27.给煤机11的上方安装有两个料仓2，一个料仓2内的物料为粒径小于10mm的石英砂(主要成分为sio2)或筛选后的粒径小于10mm的炉渣，另一个料仓2内的物料为粒径小于10mm的石灰石(主要成分为caco3)，料仓2内安装有料仓料位计1，料仓料位计1采用雷达料位计或超声波料位计，料仓料位计1连接控制系统6，实时测量料仓2中料位情况。
28.料仓2的底部出料口处连接连通管4，连通管4上安装有料仓调节阀3，料仓调节阀3采用带动阀或气动阀，用于料仓调节阀3控制料仓2中的物料落到给煤机11上，给煤机11的落料端通过锅炉溜煤槽5连接炉膛13，用于给煤机11上的煤炭和料仓2的物料进入炉膛13内；底料补充或降温物料、脱硫剂通过自重方式进入锅炉炉膛13。
29.料仓调节阀3电性连接控制系统6，控制系统6采用dcs控制系统或plc控制系统。控制系统6电性连接料层料位计8、温度传感器9和so2分析仪10。料层料位计8采用雷达料位计或超声波料位计，料层料位计8安装在炉膛13下部，温度传感器9安装在炉膛13的料层内，so2分析仪10安装在炉膛13的排放管道内。炉膛13的底部连接冷渣机7。
30.解决料层(床层)厚度过低的方法是：
31.循环流化床锅炉出现床层过低的原因主要有两种：
32.第一种是排放炉渣(定期排放或连续排放)时过量，造成料层过低。
33.第二种就是进入炉膛13的燃料灰分较低或颗粒度较小，通过燃烧后能够保留在密相区的床料较少，随着运行时间的延长，密相区床料逐渐减少，不能维持密相区床料平衡，最终达到料层下限临界值。
34.以上两种情况均应及时补充床料，维持料层厚度，以保持循环流化床锅炉稳定运行。此时打开盛放石英砂或炉渣的料仓调节阀3，将石英砂或炉渣由料仓2逐步补充至锅炉炉膛13，此时注意控制给煤量及炉膛温度，在保证炉膛温度稳定的前提下逐渐补充床料，至料层厚度达到设定的标准值(床层厚度)后关闭料仓调节阀3。
35.解决循环流化床锅炉出现密相区床温迅速升高的方法是；
36.循环流化床锅炉出现密相区床温迅速升高的原因主要原因有三种：
37.第一种是燃料突变，高热值原料突然进入炉膛13，引发密相区床温迅速升高。
38.第二种是风煤比失调，进入炉膛13的燃料因配风量较少，没有及时燃尽，在燃烧环境恰当时突然爆燃，引发密相区床温迅速升高。
39.第三种就是返料系统故障，返料灰返料量降低，引发密相区床温迅速升高。
40.密相区温度迅速升高后现阶段采取的措施一般都是停止燃料投加，提高锅炉的一次风降低床温的方法，但采取这种措施后一般效果较差，不能有效控制床温的上升。本技术在循环流化床锅炉出现密相区床温迅速升高时，在采取停止燃料投加等常规操作的同时打开盛放石英砂或炉渣的料仓调节阀3，将石英砂或炉渣由料仓2逐步投入至锅炉炉膛13，以石英砂或炉渣吸收炉膛中热量，同时加大冷渣机7卸料量，将密相区未燃尽底料卸出炉膛
13。此时注意观察和控制炉膛温度，至炉膛温度稳定后(达到设定标准值)关闭料仓调节阀3后恢复正常操作。此方法可迅速降低炉膛温度，保障锅炉稳定运行。
41.解决锅炉烟气so2短时段超标的方法是：
42.锅炉烟气so2短时段超标原因较多，如干法脱硫的喷吹管堵料、半干法脱硫的脱硫液制备系统故障、湿法脱硫的循环液泵故障等。
43.在循环流化床锅炉出现烟气so2短时段超标时，打开盛放石灰石的料仓调节阀3，将石灰石由料仓2逐步投入至锅炉炉膛13，众所周知，石灰石中caco3受热分解成氧化钙和二氧化碳，再与烟气中二氧化硫，反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，最终被氧化成硫酸钙实现烟气脱硫目的，化学反应方程式：caco3→
cao+co2↑
，2cao+2so2+o2→
caso4。此时注意观察烟气so2分析仪10数据，根据数据变化调整料仓调节阀3开度，至烟气so2分析仪10数据稳定到设定的标准值后，其他脱硫设施故障消除后关闭料仓调节阀3。此方法可迅速降低锅炉烟气中so2含量，保障锅炉烟气达标排放。
44.有效解决床层过低，密相区床温迅速升高，锅炉烟气so2短时段超标问题，稳定锅炉运行，确保锅炉烟气so2达标排放。
45.本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
46.本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征：

1.循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，其特征在于，包括料仓、给煤机、煤仓和炉膛，所述给煤机的上方安装有至少两个料仓，料仓的底部出料口处连接连通管，连通管上安装有料仓调节阀，用于料仓调节阀控制料仓中的物料落到给煤机上，给煤机的落料端通过锅炉溜煤槽连接炉膛，用于给煤机上的煤炭和料仓的物料进入炉膛内；料仓调节阀电性连接控制系统，控制系统电性连接料层料位计、温度传感器和so2分析仪。2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，其特征在于，所述料仓调节阀采用带动阀或气动阀，一个料仓内的物料为石英砂或炉渣，另一个料仓内的物料为石灰石，料仓内安装有料仓料位计，料仓料位计连接控制系统。3.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，其特征在于，所述料仓料位计采用雷达料位计或超声波料位计。4.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，其特征在于，所述石英砂的粒径小于10mm，炉渣筛选后的粒径小于10mm，石灰石的粒径小于10mm。5.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，其特征在于，所述给煤机的进料端上方安装有煤仓，煤仓底部的出料口处安装有煤仓控制阀。6.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，其特征在于，所述料层料位计采用雷达料位计或超声波料位计，料层料位计安装在炉膛下部，温度传感器安装在炉膛的料层内，so2分析仪安装在炉膛的排放管道内。7.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，其特征在于，所述炉膛的底部连接冷渣机。8.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整装置，其特征在于，所述控制系统采用dcs控制系统或plc控制系统。9.根据权利要求1-8任一所述的循环流化床锅炉料层及so2排放的监测调整方法，其特征在于，包括以下步骤：1)料层料位计检测到炉膛内的料层厚度低于设定的下限值时，控制系统监测到料层料位计的检测数据；2)控制系统控制盛放石英砂或炉渣的料仓的料仓调节阀开启，将石英砂或炉渣由料仓逐步补充至循环流化床锅炉的炉膛内，此时注意控制给煤量及炉膛温度，在保证炉膛温度稳定的前提下逐渐补充料层厚度，至设定的标准料层厚度后关闭料仓调节阀；3)温度传感器检测到炉膛内料层的密相区温度高于设定的上限值时，控制系统监测到温度传感器的温度数据；4)控制系统控制盛放石英砂或炉渣的料仓的料仓调节阀开启，将石英砂或炉渣由料仓逐步补充至循环流化床锅炉的炉膛内，以石英砂或炉渣吸收炉膛中热量，同时加大冷渣机的卸料量，将密相区未燃尽底料卸出炉膛，此时注意观察和控制炉膛温度，至炉膛温度稳定到设定的标准值后关闭料仓调节阀后恢复正常操作；5)so2分析仪检测到循环流化床锅炉的排放管道中的烟气so2含量超出设定的上限值时，控制系统监测到so2分析仪检测的so2含量数据；6)控制系统控制盛放石灰石料仓的料仓调节阀开启，将石灰石由料仓逐步投入至循环流化床锅炉的炉膛内，石灰石中caco3受热分解成氧化钙和二氧化碳，再与烟气中so2反应生
成亚硫酸钙和硫酸钙，最终被氧化成硫酸钙实现烟气脱硫目的，此时注意观察烟气so2分析仪的数据，根据数据变化调整料仓调节阀开度，至烟气so2分析仪数据稳定到设定的标准值后，其他脱硫设施故障消除后关闭料仓调节阀。

技术总结

本发明涉及锅炉自动控制技术领域，具体公开了一种循环流化床锅炉料层及SO2排放的监测调整装置及方法，包括料仓、给煤机、煤仓和炉膛，给煤机的上方安装有至少两个料仓，料仓的底部出料口处连接连通管，连通管上安装有料仓调节阀，用于料仓调节阀控制料仓中的物料落到给煤机上，给煤机的落料端通过锅炉溜煤槽连接炉膛，用于给煤机上的煤炭和料仓的物料进入炉膛内；料仓调节阀电性连接控制系统，控制系统电性连接料层料位计、温度传感器和SO2分析仪；本发明有效解决床层过低，密相区床温迅速升高，锅炉烟气SO2短时段超标问题，稳定锅炉运行，确保锅炉烟气SO2达标排放。达标排放。达标排放。