專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源領(lǐng)域，具體涉及ー種實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鍋爐節(jié)能運(yùn)行主要依靠監(jiān)測爐膛內(nèi)的溫度場變化，從而進(jìn)行燃燒調(diào)整來實(shí)現(xiàn)，然而，爐膛內(nèi)的溫度場變化受煤種影響比較大，因此這種方法具有很大的不確定性，實(shí)施起來存在諸多困難和不便。對于燃煤鍋爐來說，爐膛內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)是碳的燃燒反應(yīng)，當(dāng)氧量充足且與煤粉充分混合并接觸吋，發(fā)生的主要反應(yīng)是c+o2=co2，生成物主要是ニ氧化碳，此時(shí)燃燒充分而完全，鍋爐效率最高。當(dāng)氧量不足或與煤粉混合不好時(shí)，會發(fā)生反應(yīng)2C+02=2C0，生成部分一氧化碳，或會伴有部分碳?xì)埩?，?dǎo)致飛灰含碳量增加，此時(shí)燃燒不完全，鍋爐不能發(fā)揮最大效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法，該方法通過監(jiān)測一定區(qū)域內(nèi)燃燒生成物的成分，可以直接判斷出該區(qū)域的燃燒狀況，監(jiān)測和調(diào)整鍋爐燃燒，從而防止鍋爐發(fā)生結(jié)焦、滅火、局部燃燒不完全及水冷壁腐蝕等問題，實(shí)現(xiàn)鍋爐節(jié)能運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下
一種實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法，該方法為①實(shí)時(shí)監(jiān)測爐膛內(nèi)不同位置的ー種或多種煤粉燃燒生成物的濃度變化和分布分別匯總各點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，計(jì)算出綜合燃燒指數(shù)；③根據(jù)綜合燃燒指數(shù)繪制整個爐膛的燃燒狀況分布圖，據(jù)此判斷鍋爐的燃燒狀況并對鍋爐進(jìn)行相應(yīng)的燃燒調(diào)整。具體的，所述實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法，包括如下步驟
①在爐膛燃燒區(qū)四周的爐墻上沿水平和垂直方向布置網(wǎng)格測點(diǎn)，網(wǎng)格測點(diǎn)間距為I一2米，利用在線監(jiān)測系統(tǒng)于網(wǎng)格測點(diǎn)處實(shí)時(shí)監(jiān)測爐膛燃燒區(qū)內(nèi)煤粉燃燒生成物中的ー氧化
碳濃度( u 1/1)和ニ氧化碳的濃度( u 1/1)；
②監(jiān)測一氧化碳和ニ氧化碳濃度的同時(shí)，每隔0.5h或Ih從各個測點(diǎn)取燃燒生成的飛灰，采用“煤的エ業(yè)分析方法(GB212— 2008)”分析飛灰含碳量(%)；
③匯總24小時(shí)內(nèi)各個測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別對每個測點(diǎn)煤粉燃燒的及飛灰
含碳量Fqrf求平均值得到G、‘ 和^;，根據(jù)G和&計(jì)算出綜合燃燒指數(shù)〃;
④以爐膛測點(diǎn)位置為空間坐標(biāo)，綜合燃燒指數(shù)r為參數(shù)繪制爐膛燃燒區(qū)的燃燒狀況分布圖，據(jù)此判斷鍋爐的燃燒狀況在r < I的區(qū)域視為過氧燃燒區(qū)，在『=1的區(qū)域視為正常燃燒區(qū)，在r > I的區(qū)域視為乏氧燃燒；
⑤依據(jù)燃燒狀況，調(diào)節(jié)鍋爐對應(yīng)燃燒器的給煤量、配風(fēng)及其噴入角度，以使乏氧燃燒區(qū)和過氧燃燒區(qū)的綜合燃燒指數(shù)r為I或接近I (一般來講，需加大乏氧燃燒區(qū)的風(fēng)煤比，減小過氧燃燒區(qū)的風(fēng)煤比即可)。所述綜合燃燒指數(shù)r = IO3 X,其中ぴ為校正因子，取值如下當(dāng)！^
≤ 1.0 時(shí) u =1 ;當(dāng) 1.0< 5.0 吋，Qf =1.2 ;當(dāng)^^ 彡 5.0 時(shí) t =2。步驟①中所述在線監(jiān)測系統(tǒng)為氣體分析儀；優(yōu)選激光在線氣體分析儀。所述煤粉燃燒生成物主要指一氧化碳、ニ氧化碳和飛灰。所述綜合燃燒指數(shù)是ー氧化碳濃度、ニ氧化碳濃度的函數(shù)，并以飛灰含碳量作為校正參數(shù)。所述燃燒狀況分布圖是綜合燃燒指數(shù)隨時(shí)間的變化與隨空間的分布。本發(fā)明方法直接利用燃燒過程的最終生成物來判斷爐膛內(nèi)燃料的燃燒狀況，與傳統(tǒng)的利用爐膛溫度場來判斷爐膛內(nèi)燃料燃燒狀況相比，該方法不受煤種的影響，能夠直接準(zhǔn)確判斷監(jiān)測區(qū)域的燃燒狀況，進(jìn)而可利用相應(yīng)的技術(shù)手段對該區(qū)域的配風(fēng)和給料予以調(diào)整，使燃料能夠充分燃燒，從而達(dá)到鍋爐節(jié)能運(yùn)行的目的。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。實(shí)施例1
在燃用煙煤的四角切圓鍋爐的爐膛燃燒區(qū)四周的爐墻上沿水平和垂直方向布置網(wǎng)格測點(diǎn)，網(wǎng)格測點(diǎn)間距為2米，利用激光在線氣體分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測位置不同的三個網(wǎng)格測點(diǎn)1、測點(diǎn)2和測點(diǎn)3處爐膛燃燒區(qū)內(nèi)煤粉燃燒生成物中的ー氧化碳濃度Cco ( u 1/1)和ニ氧
化碳的濃度Qqi ( U 1/1)，同時(shí)，每隔0. 5小時(shí)從各個測點(diǎn)取燃燒生成的飛灰，利用エ業(yè)分
析的方法分析飛灰含碳量FC3sA(%)。匯總24小時(shí)內(nèi)各個測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，見表1、表2、表3(為統(tǒng)計(jì)方便，表中僅給出Cro、Cro2每間隔0. 5h對應(yīng)的濃度數(shù)據(jù))。分別對測點(diǎn)處I的煤粉燃
燒的Cra “電及飛灰含碳量求平均值得到^ =150、‘ =150000和^^ =0. 5 ;測點(diǎn)2處的煤粉燃燒的Cco、eCQ及飛灰含碳量求平均值得到& =1500、^ =180000和^^ =5;測點(diǎn)3處的煤粉燃燒的Jcq及飛灰含碳量求平均值得到^ =30、=150000 和 FCs2k =0.3。根據(jù)綜合燃燒指數(shù)r = IO3 X ax。/‘，其中“為校正因子，取值如下當(dāng)
≤1.0時(shí)n =1 ;當(dāng)1. 0 く FCrf < 5. 0時(shí)，=1 2 ;當(dāng)FCrf彡5. 0時(shí) =2,可計(jì)算測點(diǎn)
I處的綜合燃燒指數(shù)為1，同理可計(jì)算出測點(diǎn)2處的綜合燃燒指數(shù)為16. 7，測點(diǎn)3處的綜合燃燒指數(shù)為0. 2。以爐膛測點(diǎn)位置為空間坐標(biāo)，綜合燃燒指數(shù)〃為參數(shù)繪制爐膛燃燒區(qū)的燃燒狀況分布圖，據(jù)此判斷鍋爐的燃燒狀況在測點(diǎn)3處的區(qū)域視為過氧燃燒區(qū)，在測點(diǎn)I的區(qū)域視為正常燃燒區(qū)，在測點(diǎn)2處的區(qū)域視為乏氧燃燒區(qū)。依據(jù)燃燒狀況分布圖調(diào)節(jié)鍋爐對應(yīng)燃燒器的給煤量及配風(fēng)，也即通過增大一次風(fēng)或二次風(fēng)量加大測點(diǎn)2處的配風(fēng)，從而增大測點(diǎn)2處的風(fēng)煤比，進(jìn)而使此處的綜合燃燒指數(shù)接近1. O，使煤粉充分燃燒，同時(shí)加大測點(diǎn)3處的給煤量，使測點(diǎn)3處的風(fēng)煤比減少，使此處的綜合燃燒指數(shù)也接近1. O，從而避免受熱面局部超溫。經(jīng)過優(yōu)化運(yùn)行，燃料充分燃燒防止鍋爐發(fā)生結(jié)焦的同時(shí)避免了受熱面局部超溫，實(shí)現(xiàn)鍋爐的節(jié)能運(yùn)行。表1、測點(diǎn)I監(jiān)測數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法，其特征在于包括如下步驟①在爐膛燃燒區(qū)四周的爐墻上沿水平和垂直方向布置網(wǎng)格測點(diǎn)，網(wǎng)格測點(diǎn)間距為I一 2米，利用在線監(jiān)測系統(tǒng)于網(wǎng)格測點(diǎn)處實(shí)時(shí)監(jiān)測爐膛燃燒區(qū)內(nèi)煤粉燃燒生成物中的一氧化碳濃度和二氧化碳濃度;②監(jiān)測一氧化碳和二氧化碳濃度的同時(shí)，每隔O.5h或Ih從各個測點(diǎn)取燃燒生成的飛灰，分析飛灰含碳量；③匯總24小時(shí)內(nèi)各個測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別對每個測點(diǎn)煤粉燃燒的、C0Q及飛灰含碳量PCirf求平均值得到G^和C，根據(jù)G和 計(jì)算出綜合燃燒指數(shù)r ;④以爐膛測點(diǎn)位置為空間坐標(biāo)，綜合燃燒指數(shù)r為參數(shù)繪制爐膛燃燒區(qū)的燃燒狀況分布圖，據(jù)此判斷鍋爐的燃燒狀況在「< I的區(qū)域視為過氧燃燒區(qū)，在？ =1的區(qū)域視為正常燃燒區(qū)，在〃 > I的區(qū)域視為乏氧燃焼;⑤依據(jù)燃燒狀況，調(diào)節(jié)鍋爐對應(yīng)燃燒器的給煤量、配風(fēng)及其噴入角度，以使乏氧燃燒區(qū)和過氧燃燒區(qū)的綜合燃燒指數(shù)P為I或接近I。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法，其特征在于，所述綜合燃燒指數(shù)r = 103xa;xG/‘，其中泛為校正因子，取值如下:當(dāng)彡1.0時(shí)，α =1 ;當(dāng)1.0<PC^ <5.0時(shí)，戊=1.2;當(dāng)^^ 彡 5. O 時(shí)，a =2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法，其特征在于，步驟①中所述在線監(jiān)測系統(tǒng)為氣體分析儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法，其特征在于，所述氣體分析儀為激光在線氣體分析儀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能運(yùn)行的方法，其在爐膛燃燒區(qū)四周的爐墻上沿水平和垂直方向布置網(wǎng)格測點(diǎn)，網(wǎng)格測點(diǎn)間距為1－2米，利用在線監(jiān)測系統(tǒng)于網(wǎng)格測點(diǎn)處實(shí)時(shí)監(jiān)測爐膛燃燒區(qū)內(nèi)煤粉燃燒生成物中的一氧化碳濃度和二氧化碳濃度；并每隔0.5h或1h從各個測點(diǎn)取燃燒生成的飛灰，分析飛灰含碳量；匯總24小時(shí)內(nèi)各個測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)并計(jì)算出綜合燃燒指數(shù)r，根據(jù)由綜合燃燒指數(shù)繪制的整個爐膛的燃燒狀況分布圖，判斷鍋爐的燃燒狀況并對鍋爐進(jìn)行相應(yīng)的燃燒調(diào)整。此方法可以通過監(jiān)測和調(diào)整鍋爐燃燒，進(jìn)而防止鍋爐發(fā)生結(jié)焦、滅火、局部燃燒不完全及水冷壁腐蝕等問題，實(shí)現(xiàn)鍋爐節(jié)能運(yùn)行。
文檔編號F23N1/02GK103032887SQ201210589199
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者汪永威, 吳文龍 申請人:河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司