[发明专利]一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法

权利要求书

1.一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，包括：

1)建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型；

2)根据炉膛内传热特点，建立炉膛热负荷与水冷壁壁温之间的主要考虑辐射传热的计算模型；

3)建立锅炉不同负荷、一次风量和风温、二次风量和风温下炉膛热负荷分布与水冷壁壁温分布相对应的数据库；

4)现场提取实际水冷壁出口壁温数据和锅炉负荷、燃煤量、一二次风量；

5)根据实际水冷壁壁温测量值，调用数据库，差值读取热负荷数值，并计算炉膛三维热负荷分布；

6)利用步骤2)所建的炉膛热负荷与水冷壁壁温之间的计算模型，重新计算水冷壁壁温，判断水冷壁壁温计算值与水冷壁壁温测量值的平均误差是否大于设置的阈值，若大于，则继续调用数据库数据，进行迭代及误差判别；若小于，则计算结束，输出热负荷分配曲线；

7)根据计算所得热负荷分布，利用步骤1)所建的炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型，得到实际炉膛火焰中心位置，并图形显示火焰中心在炉膛内的状态，判断火焰中心偏斜是否大于设置的阈值，若大于，则系统报警，提示偏斜区域并给出运行调整方案，再继续采集炉膛下水冷壁壁温。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，所述建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型之前，还包括：将锅炉分别沿高度与宽度方向划分计算区域。

3.根据权利要求2所述的一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，所述建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型，具体包括：

根据火焰中心位置的不同，采用不同的热负荷分配系数，计算每一区域的区域热负荷；其中，热负荷计算模型为：

式(1)中，q为热负荷，单位为W/(m²·s)；

η_a为沿炉膛高度方向的热负荷不均匀系数；

η_b为沿炉膛宽度方向的热负荷不均匀系数；

B_cal为锅炉计算燃料消耗量，单位为kg/s；

为烟气在炉内的放热量，单位为kJ/kg；

F为包围炉膛的总面积，单位为m²。

4.根据权利要求1所述的一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，所述建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型，还包括：建立炉膛火焰中心位置与水冷壁热负荷分布的数据库，用于通过现场测量数据预测炉膛火焰中心位置。

5.根据权利要求1所述的一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，所述建立炉膛热负荷与水冷壁壁温之间的计算模型，具体包括：

采用壁温计算模型，计算每一计算区域壁温：其中，所述壁温计算模型为：

式(2)中，t_cr为壁温，单位为℃；

t为水冷壁流通介质的平均温度，单位为℃；

△t为区段中管内介质温度大于平均温度的值，单位为℃；

β为管子外径与内径的比值；

μ为热散漫系数；

q为热负荷，单位为W/(m²·s)；

δ为管子壁厚，单位为m；

λ_m为水冷壁管的导热系数，单位为kJ/(m²·s·℃)；

α为管壁向被加热介质的放热系数，单位为kJ/(m²·s·℃)。