本技術(shù)涉及電站鍋爐節(jié)能環(huán)保，特別涉及一種電站鍋爐煙氣再循環(huán)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、電站鍋爐煙氣再循環(huán)技術(shù)通過將部分煙氣重新引入燃燒區(qū)域，可降低爐膛溫度、抑制nox生成并提高燃燒效率，已成為燃煤機(jī)組節(jié)能減排的重要手段。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)在實際應(yīng)用中仍存在以下關(guān)鍵問題：

3、(1)路徑單一與調(diào)控滯后：傳統(tǒng)煙氣再循環(huán)系統(tǒng)多采用固定抽取點(如空預(yù)器出口)，無法根據(jù)負(fù)荷變化動態(tài)選擇煙氣溫度與成分最優(yōu)的抽取路徑，導(dǎo)致低負(fù)荷工況下再循環(huán)煙氣含氧量過高、燃燒穩(wěn)定性下降；

4、(2)余熱回收不充分：現(xiàn)有余熱回收裝置(如常規(guī)空預(yù)器)對低溫?zé)煔?<110℃)的熱能利用率不足，排煙溫度普遍偏高(140℃以上)，導(dǎo)致熱損失大，且未與供熱/發(fā)電系統(tǒng)形成梯級利用鏈路；

5、(3)污染物協(xié)同控制不足：煙氣再循環(huán)與脫硝、除塵等子系統(tǒng)多為獨立運行，缺乏集成化設(shè)計，尤其在摻入高濃度co2或未燃碳粉時，易引發(fā)二次污染(如氨逃逸、積灰堵塞)；

6、(4)智能化水平低：現(xiàn)有系統(tǒng)多依賴靜態(tài)參數(shù)設(shè)定，缺乏對煤質(zhì)波動、環(huán)境溫度變化的實時響應(yīng)能力，難以實現(xiàn)o2濃度、風(fēng)煤比與再循環(huán)率的動態(tài)匹配，影響整體能效。

7、目前，現(xiàn)有的煙氣再循環(huán)與燃燒器分層配風(fēng)結(jié)合的方法未解決低負(fù)荷下氧量控制與nox生成的耦合矛盾，且缺乏余熱回收模塊；其次，現(xiàn)有技術(shù)中，固定再循環(huán)率會導(dǎo)致高負(fù)荷時燃燒效率下降，但未提出動態(tài)調(diào)控策略；此外，現(xiàn)有技術(shù)采用煙氣再循環(huán)和暖風(fēng)器改造后，排煙溫度仍高達(dá)130℃，且未利用低溫?zé)煔庥酂帷?/p>

8、綜上所述，現(xiàn)有電站鍋爐煙氣再循環(huán)技術(shù)中存在的路徑單一、余熱回收不充分、調(diào)控滯后及污染物控制割裂等問題，亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種電站鍋爐煙氣再循環(huán)系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有電站鍋爐煙氣再循環(huán)技術(shù)中的路徑單一、余熱回收不充分、調(diào)控滯后及污染物控制割裂等問題。

2、本技術(shù)第一方面實施例提供一種電站鍋爐煙氣再循環(huán)方法，其特征在于，包括：多路徑煙氣抽取模塊，用于檢測目標(biāo)鍋爐的當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率，并基于預(yù)設(shè)的電動三通閥，根據(jù)所述鍋爐負(fù)荷率在不同溫度區(qū)間下動態(tài)切換設(shè)置在所述目標(biāo)鍋爐的主煙道的三級抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣，其中，所述三級抽取口包括低溫再熱器出口抽取口、省煤器出口抽取口和空預(yù)器出口抽取口；煙氣凈化與混合模塊，用于去除所述煙氣中滿足預(yù)設(shè)粒徑要求的顆粒物，并向所述煙氣中注入滿足預(yù)設(shè)濃度要求的未燃盡碳粉，且基于預(yù)設(shè)的混合效率要求，對注入所述未燃盡碳粉的煙氣進(jìn)行混合，以生成對應(yīng)的混合煙氣；余熱梯級回收模塊，用于基于預(yù)設(shè)的低溫閾值和高溫閾值，確定對應(yīng)高溫段區(qū)間、中溫段區(qū)間和低溫段區(qū)間，并根據(jù)所述高溫段區(qū)間、所述中溫段區(qū)間和所述低溫段區(qū)間構(gòu)建三級換熱鏈路，以通過所述三級換熱鏈路對所述混合煙氣進(jìn)行余熱梯級回收操作，以將回收得到的余熱發(fā)送至目標(biāo)發(fā)電系統(tǒng)、目標(biāo)送風(fēng)系統(tǒng)和/或目標(biāo)供熱管網(wǎng)；智能調(diào)控模塊，用于實時采集所述混合煙氣和所述目標(biāo)鍋爐對應(yīng)的煤揮發(fā)分、煙氣再循環(huán)率、氧氣濃度，并將所述煤揮發(fā)分、所述煙氣再循環(huán)率、所述氧氣濃度輸入至預(yù)設(shè)的多目標(biāo)優(yōu)化算法，以輸出所述目標(biāo)鍋爐的最優(yōu)風(fēng)煤比和燃盡風(fēng)門開度的協(xié)同調(diào)節(jié)指令，并通過所述協(xié)同調(diào)節(jié)指令對所述目標(biāo)鍋爐進(jìn)行智能調(diào)控，以得到所述目標(biāo)鍋爐的再循環(huán)煙氣。

3、根據(jù)上述技術(shù)手段，本技術(shù)實施例通過多參數(shù)動態(tài)協(xié)同機(jī)制與余熱梯級利用系統(tǒng)，實現(xiàn)鍋爐低負(fù)荷高效穩(wěn)定運行、排煙溫度深度降低及污染物協(xié)同減排。

4、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述多路徑煙氣抽取模塊包括：對比單元，用于將所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率與第一預(yù)設(shè)負(fù)荷閾值和第二預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值進(jìn)行比較，其中，所述第一預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值大于所述第二預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值；第一切換單元，用于當(dāng)所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率大于所述第一預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值時，切換所述低溫再熱器出口抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣；第二切換單元，用于當(dāng)所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率小于或等于所述第一預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值，且大于或等于所述第二預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值時，切換所述省煤器出口抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣；第三切換單元，用于當(dāng)所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率小于所述第二預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值時，切換所述空預(yù)器出口抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣，并向所述煙氣中注入所述滿足預(yù)設(shè)濃度要求的未燃盡碳粉。

5、根據(jù)上述技術(shù)手段，本技術(shù)實施例通過多路徑煙氣抽取模塊，并結(jié)合對比單元以及相關(guān)切換單元，從而開發(fā)多路徑煙氣抽取與動態(tài)切換機(jī)制，以匹配不同負(fù)荷下的溫度與成分需求，從而根據(jù)負(fù)荷率動態(tài)選擇煙氣抽取路徑，并調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣比例。

6、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述煙氣凈化與混合模塊包括：旋風(fēng)分離器，用于去除所述煙氣中滿足所述預(yù)設(shè)粒徑要求的顆粒物，以得到凈化煙氣；碳粉增添箱，用于向所述凈化煙氣中增添滿足所述預(yù)設(shè)濃度要求的未燃盡碳粉，并通過預(yù)設(shè)的pid控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的濃度調(diào)節(jié)表達(dá)式調(diào)節(jié)所述未燃盡碳粉的注入濃度，以向所述凈化煙氣中增添所述注入濃度的未燃盡碳粉；螺旋導(dǎo)流混合器，用于根據(jù)所述混合效率要求對注入所述未燃盡碳粉的凈化煙氣進(jìn)行混合操作，以生成所述混合煙氣。

7、根據(jù)上述技術(shù)手段，本技術(shù)實施例通過旋風(fēng)分離器、碳粉增添箱和螺旋導(dǎo)流混合器構(gòu)建煙氣凈化與混合模塊，從而實現(xiàn)了對煙氣的凈化，并可均勻混合煙氣和空氣。

8、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述余熱梯級回收模塊包括：膜式空預(yù)器；蒸汽發(fā)生器，用于在所述高溫段區(qū)間內(nèi)，通過所述混合煙氣驅(qū)動預(yù)設(shè)的汽輪機(jī)發(fā)電；三維肋片管換熱器，用于在所述低溫段區(qū)間內(nèi)，通過所述混合煙氣將一次網(wǎng)供水加熱至第一目標(biāo)溫度，并將排煙溫度降至第二目標(biāo)溫度以下，其中，所述三維肋片管換熱器的肋化系數(shù)大于或等于肋化系數(shù)閾值，同時出口排煙溫度小于或等于預(yù)設(shè)溫度閾值，且所述三維肋片管換熱器的管壁材料為nd鋼；相變儲熱罐，用于當(dāng)所述出口排煙溫度小于所述預(yù)設(shè)溫度閾值時，平抑供熱負(fù)荷波動。

9、根據(jù)上述技術(shù)手段，本技術(shù)實施例通過膜式空預(yù)器、蒸汽發(fā)生器、三維肋片管換熱器和相變儲熱罐構(gòu)建余熱梯級回收模塊，從而通過余熱梯級利用網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)煙氣顯熱從高溫到低溫段的逐級回收。

10、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述智能調(diào)控模塊包括：傳感器組，用于實時采集所述混合煙氣和所述目標(biāo)鍋爐對應(yīng)的所述煤揮發(fā)分、所述煙氣再循環(huán)率和所述氧氣濃度；分布式控制系統(tǒng)，用于嵌入所述多目標(biāo)優(yōu)化算法；優(yōu)化算法單元，用于基于所述多目標(biāo)優(yōu)化算法和預(yù)設(shè)的目標(biāo)函數(shù)，生成所述目標(biāo)鍋爐的最優(yōu)風(fēng)煤比和燃盡風(fēng)門開度的協(xié)同調(diào)節(jié)指令。

11、根據(jù)上述技術(shù)手段，本技術(shù)實施例通過傳感器組、分布式控制系統(tǒng)和優(yōu)化算法單元構(gòu)建智能調(diào)控模塊，以建立基于ai(artificial?intelligence，人工智能)的多參數(shù)動態(tài)優(yōu)化模型，從而實現(xiàn)能效與環(huán)保指標(biāo)的雙目標(biāo)尋優(yōu)。

12、本技術(shù)第二方面實施例提供一種電站鍋爐煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：檢測目標(biāo)鍋爐的當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率，并基于預(yù)設(shè)的電動三通閥，根據(jù)所述鍋爐負(fù)荷率在不同溫度區(qū)間下動態(tài)切換設(shè)置在所述目標(biāo)鍋爐的主煙道的三級抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣，其中，所述三級抽取口包括低溫再熱器出口抽取口、省煤器出口抽取口和空預(yù)器出口抽取口；去除所述煙氣中滿足預(yù)設(shè)粒徑要求的顆粒物，并向所述煙氣中注入滿足預(yù)設(shè)濃度要求的未燃盡碳粉，且基于預(yù)設(shè)的混合效率要求，對注入所述未燃盡碳粉的煙氣進(jìn)行混合，以生成對應(yīng)的混合煙氣；實時采集所述混合煙氣和所述目標(biāo)鍋爐對應(yīng)的煤揮發(fā)分、煙氣再循環(huán)率、氧氣濃度，并將所述煤揮發(fā)分、所述煙氣再循環(huán)率、所述氧氣濃度輸入至預(yù)設(shè)的多目標(biāo)優(yōu)化算法，以輸出所述目標(biāo)鍋爐的最優(yōu)風(fēng)煤比和燃盡風(fēng)門開度的協(xié)同調(diào)節(jié)指令，并通過所述協(xié)同調(diào)節(jié)指令對所述目標(biāo)鍋爐進(jìn)行智能調(diào)控，以得到所述目標(biāo)鍋爐的再循環(huán)煙氣。

13、根據(jù)上述技術(shù)手段，本技術(shù)實施例通過多參數(shù)動態(tài)協(xié)同機(jī)制，對所述目標(biāo)鍋爐進(jìn)行智能調(diào)控，從而實現(xiàn)鍋爐低負(fù)荷高效穩(wěn)定運行、排煙溫度深度降低及污染物協(xié)同減排。

14、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，還包括：基于預(yù)設(shè)的低溫閾值和高溫閾值，確定對應(yīng)高溫段區(qū)間、中溫段區(qū)間和低溫段區(qū)間，并根據(jù)所述高溫段區(qū)間、所述中溫段區(qū)間和所述低溫段區(qū)間構(gòu)建三級換熱鏈路，以通過所述三級換熱鏈路對所述混合煙氣進(jìn)行余熱梯級回收操作，以將回收得到的余熱發(fā)送至目標(biāo)發(fā)電系統(tǒng)、目標(biāo)送風(fēng)系統(tǒng)和/或目標(biāo)供熱管網(wǎng)。

15、根據(jù)上述技術(shù)手段，本技術(shù)實施例通過三級換熱鏈路對混合煙氣進(jìn)行余熱梯級回收操作，從而通過余熱梯級利用網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)煙氣顯熱從高溫到低溫段的逐級回收。

16、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述基于預(yù)設(shè)的電動三通閥，根據(jù)所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率在不同溫度區(qū)間下動態(tài)切換所述三級抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣，包括：將所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率與第一預(yù)設(shè)負(fù)荷閾值和第二預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值進(jìn)行比較，其中，所述第一預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值大于所述第二預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值；當(dāng)所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率大于所述第一預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值時，切換所述低溫再熱器出口抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣；當(dāng)所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率小于或等于所述第一預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值，且大于或等于所述第二預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值時，切換所述省煤器出口抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣；當(dāng)所述當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率小于所述第二預(yù)設(shè)負(fù)荷率閾值時，切換所述空預(yù)器出口抽取口，以抽取所述目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣，并向所述煙氣中注入所述滿足預(yù)設(shè)濃度要求的未燃盡碳粉。

17、根據(jù)上述技術(shù)手段，本技術(shù)實施例通過開發(fā)多路徑煙氣抽取與動態(tài)切換機(jī)制，以匹配不同負(fù)荷下的溫度與成分需求，從而根據(jù)負(fù)荷率動態(tài)選擇煙氣抽取路徑，并調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣比例。

18、本技術(shù)第三方面實施例提供一種電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如上述實施例所述的電站鍋爐煙氣再循環(huán)方法。

19、本技術(shù)第四方面實施例提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲計算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上的電站鍋爐煙氣再循環(huán)方法。

20、本技術(shù)第五方面實施例提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被執(zhí)行，以用于實現(xiàn)上述的電站鍋爐煙氣再循環(huán)方法。

21、由此，本技術(shù)的實施例具有以下有益效果：

22、本技術(shù)的實施例包括多路徑煙氣抽取模塊，用于檢測目標(biāo)鍋爐的當(dāng)前鍋爐負(fù)荷率，并基于預(yù)設(shè)的電動三通閥，根據(jù)鍋爐負(fù)荷率在不同溫度區(qū)間下動態(tài)切換設(shè)置在目標(biāo)鍋爐的主煙道的三級抽取口，以抽取目標(biāo)鍋爐主煙道的煙氣，其中，三級抽取口包括低溫再熱器出口抽取口、省煤器出口抽取口和空預(yù)器出口抽取口；煙氣凈化與混合模塊，用于去除煙氣中滿足預(yù)設(shè)粒徑要求的顆粒物，并向煙氣中注入滿足預(yù)設(shè)濃度要求的未燃盡碳粉，且基于預(yù)設(shè)的混合效率要求，對注入未燃盡碳粉的煙氣進(jìn)行混合，以生成對應(yīng)的混合煙氣；余熱梯級回收模塊，用于基于預(yù)設(shè)的低溫閾值和高溫閾值，確定對應(yīng)高溫段區(qū)間、中溫段區(qū)間和低溫段區(qū)間，并根據(jù)高溫段區(qū)間、中溫段區(qū)間和低溫段區(qū)間構(gòu)建三級換熱鏈路，以通過三級換熱鏈路對混合煙氣進(jìn)行余熱梯級回收操作，以將回收得到的余熱發(fā)送至目標(biāo)發(fā)電系統(tǒng)、目標(biāo)送風(fēng)系統(tǒng)和/或目標(biāo)供熱管網(wǎng)；智能調(diào)控模塊，用于實時采集混合煙氣和目標(biāo)鍋爐對應(yīng)的煤揮發(fā)分、煙氣再循環(huán)率、氧氣濃度，并將煤揮發(fā)分、煙氣再循環(huán)率、氧氣濃度輸入至預(yù)設(shè)的多目標(biāo)優(yōu)化算法，以輸出目標(biāo)鍋爐的最優(yōu)風(fēng)煤比和燃盡風(fēng)門開度的協(xié)同調(diào)節(jié)指令，并通過協(xié)同調(diào)節(jié)指令對目標(biāo)鍋爐進(jìn)行智能調(diào)控，以得到目標(biāo)鍋爐的再循環(huán)煙氣。本技術(shù)通過多參數(shù)動態(tài)協(xié)同機(jī)制與余熱梯級利用系統(tǒng)，實現(xiàn)鍋爐低負(fù)荷高效穩(wěn)定運行、排煙溫度深度降低及污染物協(xié)同減排。由此，解決了現(xiàn)有電站鍋爐煙氣再循環(huán)技術(shù)中的路徑單一、余熱回收不充分、調(diào)控滯后及污染物控制割裂等問題。

23、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。