光谱式锅炉防结焦系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锅炉测温技术领域，特别是涉及一种光谱式锅炉防结焦系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]锅炉结焦是指灰渣在高温下熔化后粘结在炉墙、受热面上的现象。在炉膛中，燃烧火焰中心温度在1500?1700°C之间。燃料中的灰分在这样高的温度下大多熔化为液态或呈软化状态。由于水冷壁的吸热，从火焰中心向外，越接近水冷壁温度越低。在正常情况下，随着温度的降低，灰分将从液态变为软化状态进一步变成固态。如果灰分碰到水冷壁的受热面时还保持着软化状态，就会由于受到冷却而粘结在受热面上，形成结焦。
[0003]炉膛大面积结焦时，会使炉膛吸热量大大减少，炉膛出口烟气温度偏高，使过热器传热恶化，造成过热蒸汽温度偏高，过热器管壁温度超温。炉膛产生局部结焦后，使结焦部位水冷壁吸热量减少，循环流速下降，严重时会造成循环停滞导致水冷壁爆管。
[0004]锅炉结焦是个很复杂的物理化学过程，它涉及煤的燃烧、炉内传热、传质、煤的潜在结渣倾向、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等复杂过程。传统的超温预判主要依靠操作人员观察水冷壁壁温测点的变化，而水冷壁壁温测点置于炉膛外侧，具有一定的滞后性，温度反应不够灵敏，当操作人员发现时，实际可能已经造成了一定的结焦，而且，不同的煤质，其结焦温度也不尽相同，不能实现稳定可靠的结焦监控。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种光谱式锅炉防结焦系统。
[0006]为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
[0007]一种光谱式锅炉防结焦系统，包括多个均布在炉膛高温区同一截面上的光谱测温装置，与所述的光谱测温装置通讯连接的控制系统，所述的光谱测温装置包括可通过炉膛的侧壁穿孔对炉膛温度测温的测温仪以及对所述的测温仪进行冷却的冷源空气。
[0008]包括四个均布在截面为矩形的炉膛四个角处的光谱测温装置。
[0009]所述的控制系统包括与所述的光谱测温装置电连结的集散控制系统，与所述的集散控制系统通讯连接的中控系统，以及与所述的中控系统通讯连接的水冷壁超温预报警装置。
[0010]集散控制系统接收并采集光谱测温装置感测的炉膛温度信息，中控系统调用该炉膛温度信息、Si02，A1203, CaO和MgO排放物以及还原性气体含量信息，通过用matlab里面的回归分析算法、神经网络算法计算以实现预测报警计算。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0012]本发明正是从结焦的根源出发，通过对温度的监控，以及结合排放物的检测，即，DCS收集各方信息，通过用matlab里面的回归分析算法、神经网络算法，来实现预测报警计算，直接采用现有系统，简化了系统布置，而且便于实现整体监控，而炉膛高温区的数据采集，更是起到了关键作用。
【附图说明】
[0013]图1所示为本发明的光谱式锅炉防结焦系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015]如图1所示，本发明的光谱式锅炉防结焦系统包括多个均布在炉膛1的高温区同一截面上的光谱测温装置2，与所述的光谱测温装置通讯连接的控制系统，所述的光谱测温装置包括可通过炉膛的侧壁穿孔对炉膛温度测温的测温仪以及对所述的测温仪进行冷却的冷源空气管路3。
[0016]其中，优选地，包括四个均布在截面为矩形的炉膛1四个角处的所述的光谱测温装置，四个角处温度相对较低，能有效保证其正常工作，而且，采用冷源空气保护探头，防止测温探头因火焰辐射温度烧损。并且，冷源空气沿探头方向直吹入炉膛，能有效防止探头处结焦、积灰而导致干扰测温。所述的光谱测温装置可选用多种规格，此处不再展开描述。炉膛高温区一般指有火焰的部位，一般锅炉炉膛温度超过1500°C，普通的接触式测温易损坏，且受长度限制，测量区域有限，采用光谱测温，测量精确而且测量距离大。如可采用0)2光谱式测温元件，直接监测炉膛内的温度，反应速度在10ms内，测温精度±0.5%，快速灵敏。
[0017]具体来说，所述的控制系统包括与所述的测温仪电连结的集散控制系统，与所述的集散控制系统通讯连接的中控系统，以及与所述的中控系统通讯连接的水冷壁超温预报警装置。集散控制系统就是电厂的DCS系统(当然也可能是其他形式的控制系统)，光谱测温仪的4-20mA的信号接入DCS，，然后DCS传入PI (数据库)，再通过PI取相关的数据，这样保证了我们的通讯不干扰DCS，不对DCS造成压力，同时还可以获取其他数据信息。
[0018]其中，因为不同的煤质、不同的水冷壁布置形式，会有不同的结焦点、不同的对应结焦温度，该系统还可以根据锅炉实际情况不同、燃煤不同对系统执行组态性设置，保证了系统的灵敏性和针对性。
[0019]具体来说，煤灰的组成很复杂，其中Fe203，Fe304，Fe0和FeS等，熔点基本上都在1600°C以下，而灰分中的主要氧化物Si02，Al203，Ca0和MgO等熔点基本上在2000°C左右，通常不易熔化。因此结焦就是由灰分中的氧化物在一定温度下生成的低熔点渣造成的。Si02，A1203, CaO和MgO含量越多，灰的熔点就越高；相反灰熔点就越低。此外，周围介质的成分对灰熔点也有影响。在炉膛内总会有一些还原性气体(C0，H2等)这些还原性气体在很高温度下能使熔点较高的Fe203还原成熔点较低的FeO，使煤灰的熔点降低。
[0020]本发明正是从结焦的根源出发，通过对温度的监控，以及结合Si02，Al203，Ca0和MgO等排放物的检测以及，即，DCS收集各方信息，通过用matlab里面的回归分析算法、神经网络算法，来实现预测报警计算，直接采用现有系统，简化了系统布置，而且便于实现整体监控，而炉膛高温区的数据采集，更是起到了关键作用。
[0021]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种光谱式锅炉防结焦系统，其特征在于，包括多个均布在炉膛高温区同一截面上的光谱测温装置，与所述的光谱测温装置通讯连接的控制系统，所述的光谱测温装置包括可通过炉膛的侧壁穿孔对炉膛温度测温的测温仪以及对所述的测温仪进行冷却的冷源空气。2.如权利要求1所述的光谱式锅炉防结焦系统，其特征在于，包括四个均布在截面为矩形的炉膛四个角处的光谱测温装置。3.如权利要求1所述的光谱式锅炉防结焦系统，其特征在于，所述的控制系统包括与所述的光谱测温装置电连结的集散控制系统，与所述的集散控制系统通讯连接的中控系统，以及与所述的中控系统通讯连接的水冷壁超温预报警装置。4.采用如权利要求3所述的光谱式锅炉防结焦系统的控制方法，其特征在于，集散控制系统接收并采集光谱测温装置感测的炉膛温度信息，中控系统调用该炉膛温度信息、Si02，A1203, CaO和MgO排放物以及还原性气体含量信息，通过用matlab里面的回归分析算法、神经网络算法计算以实现预测报警计算。
【专利摘要】本发明公开了一种光谱式锅炉防结焦系统，包括多个均布在炉膛高温区同一截面上的光谱测温装置，与所述的光谱测温装置通讯连接的控制系统，所述的光谱测温装置包括可通过炉膛的侧壁穿孔对炉膛温度测温的测温仪以及对所述的测温仪进行冷却的冷源空气。本发明正是从结焦的根源出发，通过对温度的监控，以及结合排放物的检测，即，DCS收集各方信息，通过用matlab里面的回归分析算法、神经网络算法，来实现预测报警计算，直接采用现有系统，简化了系统布置，而且便于实现整体监控，而炉膛高温区的数据采集，更是起到了关键作用。
【IPC分类】G01K13/00, F22B37/38
【公开号】CN105423273
【申请号】CN201510946785
【发明人】王帅
【申请人】天津鹰麟节能科技发展有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月15日