[发明专利]基于含氧量和飞灰含碳量在线监测的煤粉炉燃烧调控方法

说明书

本发明涉及一种大型煤粉炉准最优化燃烧的调控方法，其特征是将热损失分为运行可调整量和不可调整量，更合理地定义了可以调控并达到的优化目标，通过容易实现的含氧量和温度的测量，以及飞灰含碳量的在线监测，便可实现对燃烧工况的判定，并据此调整和组织燃烧，使锅炉在煤种、负荷变化时，迅速达到并维持准最优运行状态，方法简便、易行，该方法对于大型煤粉炉的节能减排工作，以及提高火电机组适应负荷大幅波动的灵活性具有重要意义。

技术领域

本发明涉及大型煤粉炉燃烧调控方法，特别是涉及基于含氧量和飞灰含碳量在线监测的煤粉炉燃烧调控方法。

背景技术

大型煤粉炉是火力发电过程中用于提供热能的关键设备，其燃烧调控的主要目的是使煤粉充分燃烧并且使热损失最小，提高煤炭的利用率从而达到节能的目的；另外，在保证煤粉充分燃烧的同时，通过调控尽可能地减少助燃的空气量，可以有效地减少氮氧化物(NOx)的排放，对于环保具有重要意义。

特别是近年来能源领域大量清洁能源的涌入，要求火力发电要经常地快速大幅度调整负荷，以适应清洁能源的自然属性。因此，在负荷频繁变动的情况下，如何通过及时有效地燃烧调整，使锅炉始终处于最佳工况，是直接涉及“节能减排”的重大工程课题。

在北京水利电力出版社1986年5月出版东南大学范从振主编锅炉原理教材中，判定锅炉最优工况的指标——热效率的表达式被定义为：

＝100-(q₂+q₃+q₄+q₅+q₆)(反平衡法表达式) (2)

由于反平衡法对于各项热损失更有针对性，所以工程上一般采用这种方法。燃烧优化要解决的问题就是通过燃烧调整使锅炉热效率在不同工况下始终达到最大值，即：

其中：

Q_r：每公斤燃料带入锅炉的输入热量，可近似取燃煤应用基低位发热量kJ/kg；

Q₁：每公斤燃料锅炉有效利用热量，可通过锅炉工质的进出口焓值、蒸汽流量和燃煤量算出，kJ/kg；

q₁＝(Q₁/Q_r)×100：锅炉有效利用热量占输入热量的百分比；

q₂＝(Q₂/Q_r)×100：锅炉排烟热损失占输入热量的百分比，Q₂为每公斤燃料排烟热损失(kJ/kg)，可根据理论空气量、燃烧产物及其比热、燃煤量、排烟温度和过量空气系数算出；

q₃＝(Q₃/Q_r)×100：锅炉化学未完全燃烧热损失占输入热量的百分比，Q₃为每公斤燃料化学未完全燃烧热损失(kJ/kg)，需根据测定的烟气中可燃气体含量和燃煤量算出；

q₄＝(Q₄/Q_r)×100：锅炉机械未完全燃烧热损失占输入热量的百分比，Q₄为每公斤燃料机械未完全燃烧热损失(kJ/kg)，需根据测定的燃烧产物(烟气、灰渣)中固体可燃物含量(飞灰、灰渣含碳量)和煤种灰分算出；

q₅＝(Q₅/Q_r)×100：锅炉散热损失占输入热量的百分比，与锅炉结构、保温状况和燃煤量相关；

q₆＝(Q₆/Q_r)×100：锅炉其它热损失占输入热量的百分比，如灰渣带走的物理热损失等。