本發(fā)明屬于鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃煤鍋爐燃燒效率在線快速計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

我國煤炭資源有近45％的原煤被用于發(fā)電和供熱，截至2014年底燃煤機(jī)組約占發(fā)電機(jī)組總數(shù)的62％，同時(shí)還存有大量機(jī)組效率較低的工業(yè)燃煤鍋爐。燃煤鍋爐的燃燒效率相對(duì)不高，造成了能源的浪費(fèi)與環(huán)境的污染非常嚴(yán)重。因此提高燃煤鍋爐燃燒效率，與節(jié)能減排戰(zhàn)略的實(shí)施有著非常密切的關(guān)系。燃燒效率是表明鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)極其重要的指標(biāo)，快速準(zhǔn)確地計(jì)算出鍋爐實(shí)時(shí)燃燒效率能夠及時(shí)了解鍋爐的運(yùn)行現(xiàn)狀，從而做出相應(yīng)的控制調(diào)整，這對(duì)于鍋爐經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行及減少環(huán)境污染意義重大。

目前計(jì)算鍋爐燃燒效率模型需要對(duì)煤粉進(jìn)行元素分析，對(duì)煙氣成分進(jìn)行分析以及對(duì)灰渣含碳量進(jìn)行檢測。但是灰渣含碳量檢測時(shí)間較長，且鍋爐工況常常變化，所測得的鍋爐燃燒效率不能及時(shí)對(duì)鍋爐運(yùn)行調(diào)整進(jìn)行指導(dǎo)。因此建立符合快速準(zhǔn)確要求的鍋爐燃燒效率在線計(jì)算模型是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種燃煤鍋爐燃燒效率在線快速計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)電站燃煤鍋爐和工業(yè)燃煤鍋爐燃燒效率的快速獲取，為鍋爐良好的運(yùn)行調(diào)節(jié)提供科學(xué)的依據(jù)。鍋爐的燃燒效率計(jì)算公式如下所示：

η＝100-q3-q4。

其中η表示鍋爐的燃燒效率，％；q3表示鍋爐氣體不完全燃燒熱損失的熱量占輸入熱量的百分?jǐn)?shù)，％；q4表示鍋爐固體不完全燃燒熱損失的熱量占輸入熱量的百分?jǐn)?shù)，％。為實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐燃燒效率的快速計(jì)算，本發(fā)明對(duì)氣體、固體不完全燃燒熱損失計(jì)算公式進(jìn)行簡化，如下所示：

(1)氣體不完全燃燒熱損失的計(jì)算

氣體不完全燃燒熱損失僅計(jì)算可燃?xì)怏wco帶來的熱損失，計(jì)算公式如下：

q3＝vgy/qd×126.36×co×100。

其中各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算公式如下：

①輸入熱量的計(jì)算

選擇送入鍋爐煤粉的收到基低位發(fā)熱量qd，kj/kg；代替鍋爐輸入熱量進(jìn)行計(jì)算。

②干煙氣體積的計(jì)算

干煙氣體積vgy計(jì)算公式如下：

其中co、co2體積分?jǐn)?shù)可以通過鍋爐自身配置的在線煙氣分析儀獲取或直接從dcs系統(tǒng)中實(shí)時(shí)接入讀取。

(2)固體不完全燃燒熱損失的計(jì)算

固體不完全燃燒熱損失僅計(jì)算爐渣、飛灰和漏煤帶來的熱損失。

工業(yè)燃煤鍋爐的固體不完全燃燒熱損失計(jì)算公式如下：

其中aar為煤的收到基灰分，clz、cfh、clm分別為爐渣、飛灰、漏煤的含碳量，％。對(duì)于clz、cfh、clm主要基于數(shù)字圖像處理法對(duì)爐渣、飛灰、漏煤圖像進(jìn)行處理，通過bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測其含碳量。

電站燃煤鍋爐的固體不完全燃燒熱損失忽略漏煤帶來的熱損失，計(jì)算公式如下：

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明通過對(duì)現(xiàn)場容易測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)了燃煤鍋爐燃燒效率的在線計(jì)算，還實(shí)現(xiàn)了鍋爐氣體、固體不完全燃燒損失的同步計(jì)算。同時(shí)計(jì)算方法通用性強(qiáng)，對(duì)于電站燃煤鍋爐和工業(yè)燃煤鍋爐都可以通過該計(jì)算模型進(jìn)行效率計(jì)算。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是co、co2二合一氣體檢測儀硬件結(jié)構(gòu)圖

圖2是鍋爐燃燒效率計(jì)算流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的燃煤鍋爐燃燒效率在線快速計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)電站燃煤鍋爐和工業(yè)燃煤鍋爐燃燒效率的快速獲取，為鍋爐良好的運(yùn)行調(diào)節(jié)提供科學(xué)的依據(jù)。鍋爐的燃燒效率計(jì)算公式如下所示：

η＝100-q3-q4

其中η表示鍋爐的燃燒效率，％；q3表示鍋爐氣體不完全燃燒熱損失的熱量占輸入熱量的百分?jǐn)?shù)，％；q4表示鍋爐固體不完全燃燒熱損失的熱量占輸入熱量的百分?jǐn)?shù)，％。為實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐燃燒效率的快速計(jì)算，本發(fā)明對(duì)氣體、固體不完全燃燒熱損失計(jì)算公式進(jìn)行簡化，如下所示：

(1)氣體不完全燃燒熱損失的計(jì)算

氣體不完全燃燒熱損失僅計(jì)算可燃?xì)怏wco帶來的熱損失，計(jì)算公式如下：

q3＝vgy/qd×126.36×co×100

其中各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算公式如下：

①輸入熱量的計(jì)算

選擇送入鍋爐煤粉的收到基低位發(fā)熱量qd，kj/kg；代替鍋爐輸入熱量進(jìn)行計(jì)算。

②干煙氣體積的計(jì)算

干煙氣體積vgy計(jì)算公式如下：

其中co、co2體積分?jǐn)?shù)可以通過鍋爐自身配置的在線煙氣分析儀獲取或直接從dcs系統(tǒng)中實(shí)時(shí)接入讀取。

(2)固體不完全燃燒熱損失的計(jì)算

固體不完全燃燒熱損失僅計(jì)算爐渣、飛灰和漏煤帶來的熱損失。

工業(yè)燃煤鍋爐的固體不完全燃燒熱損失計(jì)算公式如下：

其中aar為煤的收到基灰分，clz、cfh、clm分別為爐渣、飛灰、漏煤的含碳量，％。對(duì)于clz、cfh、clm主要基于數(shù)字圖像處理法對(duì)爐渣、飛灰、漏煤圖像進(jìn)行處理，通過bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測其含碳量，可見專利申請(qǐng)cn201710427783.5。

電站燃煤鍋爐的固體不完全燃燒熱損失忽略漏煤帶來的熱損失，計(jì)算公式如下：

如圖1所示，co、co2二合一氣體檢測儀通過一氧化碳傳感器和二氧化碳傳感器檢測煙氣中co和co2濃度，并在led顯示屏上顯示相應(yīng)數(shù)值。

本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有鍋爐反平衡法效率計(jì)算模型進(jìn)行了簡化，本發(fā)明所需要獲取的檢測參數(shù)及其如下表所示：

表1檢測模型所需參數(shù)

對(duì)于工業(yè)燃煤鍋爐效率計(jì)算需要獲取7項(xiàng)。由于檢測模型中電站燃煤鍋爐漏煤含碳量取為0，電站燃煤鍋爐效率計(jì)算需要獲取6項(xiàng)參數(shù)。以某15t/h工業(yè)燃煤鍋爐和某1025t/h電站燃煤鍋爐為例，計(jì)算原始數(shù)據(jù)如表2所示。首先計(jì)算co2體積分?jǐn)?shù)、干煙氣體積，在此基礎(chǔ)上計(jì)算鍋爐各項(xiàng)熱損失，以及鍋爐燃燒效率。具體計(jì)算流程如圖2所示。計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表2煤粉爐熱平衡試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)

表3計(jì)算結(jié)果