[发明专利]基于碳平衡的固体不完全燃烧热损失快速检测方法

说明书

一种基于碳平衡的固体不完全燃烧热损失实时检测方法，涉及锅炉能效检测领域。本发现基于碳平衡的方法，燃料中未燃烧或未燃尽的碳含量可以通过给煤的总含碳量减去烟气的含碳量计算得到。通过在线监测烟气的体积和CO、CO2浓度即可实时得到烟气的碳含量，当煤种不发生变化时，给煤的煤质参数基本保持不变，可以选取进入锅炉的样品分析碳含量，作为此批煤样的碳含量。根据前后两次测得的煤质参数差值率确定下一次采样分析的时间间隔，在煤质参数精确测量的前提下减少了取样分析的工作量。本发现可以较为实时显示固体不完全燃烧热损失，易于测量、成本较低、精确度较高、可靠性好，可以适用于所有炉型的燃煤锅炉。

技术领域

本发明涉及锅炉能效检测领域，特别涉及一种基于碳平衡的固体不完全燃烧热损失快速检测方法。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，除了电站锅炉外，工业燃煤锅炉是煤炭利用的重要方式。燃煤工业锅炉数量巨大，管理粗放，是能源和污染大户。我国燃煤工业锅炉平均运行效率仅达65％左右，比国际先进水平低15到20个百分点，节能减排潜力巨大。

与电站燃煤锅炉不同，工业锅炉符合变化较大，传统的离线监测的能效数据较难反映炉内的实时状况。另外锅炉能效监测技术主要是应用于煤粉炉和流化床炉，对链条炉的适用性较差，主要原因为不同炉型燃煤锅炉的固体不完全燃烧热损失(q4)监测重点不一致。对于煤粉炉和流化床锅炉，未燃尽固体的燃烧热损失主要来源于飞灰，占90％以上，因而电站锅炉的固体热损失的监测主要是监测飞灰的含碳量，而飞灰的取样、质量计量和含碳量的监测技术均已成熟，可广泛应用于煤粉炉能效的监测。对于链条炉，固体不完全燃烧热损失包含飞灰、炉渣和漏煤，并且炉渣和漏煤的不完全燃烧热损失占固体不完全燃烧热损失的80％以上，然而目前炉渣和漏煤的取样、质量计量和含碳量监测都比较困难，并且价格昂贵且由于不同锅炉的冷渣技术和链条炉结构的差异性，研发的炉渣和漏煤的取样和质量计量工艺难以适用于所有锅炉。而固体不完全燃烧热损失(q4)是工业燃煤锅炉的能效损失主要原因，几乎占所有热损失的一半左右。因此，本发明旨在提供一种适用于所有燃煤工业锅炉的固体不完全燃烧热损失的实时监测方法

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于碳平衡的固体不完全燃烧热损失快速检测方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于碳平衡的固体不完全燃烧热损失快速检测方法，其技术要点是，包括如下步骤：

取样的步骤，记录并分析获取的煤种的碳含量和热值；

获取热损失的步骤，利用测量获得煤样的总含碳量减去烟气中的碳含量来获取燃料中未燃烧或未燃尽的碳含量的步骤；

确定采样时间间隔的步骤，间隔一端时间后，再次取样并分析此时煤种的含碳量和发热量；若两次测量碳含量的差值率在设定的阈值范围内，则说明煤种未发生变化，延长取样分析的间隔时间；否则，说明煤种变化，则缩短取样分析的间隔时间。

优选的，获取热损失的步骤具体包括：

获取烟气中碳含量的步骤，实时采集烟气中CO浓度、CO2浓度和烟气流量，并利用上述三个参数，计算获取烟气中的含碳量；

获取煤的总含碳量的步骤，实时获取煤样碳含量和给煤速率，并利用这两个参数计算煤的总含碳量；

获取飞灰、炉渣以及漏煤的总含碳量的步骤，根据计算获得的煤的总含碳量和烟气中碳含量，计算获取飞灰、炉渣以及漏煤的总含碳量；

获取固体不完全燃烧热损失的步骤，利用煤的总含碳量减去飞灰、炉渣以及漏煤的总含碳量获得固体不完全燃烧热损失。

优选的，获取烟气中碳含量的计算公式如下：