专利名称：一种实现燃煤锅炉节能运行的方法
技术领域：
本发明属于能源领域，具体涉及ー种实现燃煤锅炉节能运行的方法。
背景技术：
传统的锅炉节能运行主要依靠监测炉膛内的温度场变化，从而进行燃烧调整来实现，然而，炉膛内的温度场变化受煤种影响比较大，因此这种方法具有很大的不确定性，实施起来存在诸多困难和不便。对于燃煤锅炉来说，炉膛内发生的主要反应是碳的燃烧反应，当氧量充足且与煤粉充分混合并接触吋，发生的主要反应是c+o2=co2，生成物主要是ニ氧化碳，此时燃烧充分而完全，锅炉效率最高。当氧量不足或与煤粉混合不好时，会发生反应2C+02=2C0，生成部分一氧化碳，或会伴有部分碳残留，导致飞灰含碳量增加，此时燃烧不完全，锅炉不能发挥最大效率。
发明内容
本发明目的在于提供一种实现燃煤锅炉节能运行的方法，该方法通过监测一定区域内燃烧生成物的成分，可以直接判断出该区域的燃烧状况，监测和调整锅炉燃烧，从而防止锅炉发生结焦、灭火、局部燃烧不完全及水冷壁腐蚀等问题，实现锅炉节能运行。为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下
一种实现燃煤锅炉节能运行的方法，该方法为①实时监测炉膛内不同位置的ー种或多种煤粉燃烧生成物的浓度变化和分布分别汇总各点的监测数据，计算出综合燃烧指数；③根据综合燃烧指数绘制整个炉膛的燃烧状况分布图，据此判断锅炉的燃烧状况并对锅炉进行相应的燃烧调整。具体的，所述实现燃煤锅炉节能运行的方法，包括如下步骤
①在炉膛燃烧区四周的炉墙上沿水平和垂直方向布置网格测点，网格测点间距为I一2米，利用在线监测系统于网格测点处实时监测炉膛燃烧区内煤粉燃烧生成物中的ー氧化
碳浓度( u 1/1)和ニ氧化碳的浓度( u 1/1)；
②监测一氧化碳和ニ氧化碳浓度的同时，每隔0.5h或Ih从各个测点取燃烧生成的飞灰，采用“煤的エ业分析方法(GB212— 2008)”分析飞灰含碳量(%)；
③汇总24小时内各个测点的监测数据，分别对每个测点煤粉燃烧的及飞灰
含碳量Fqrf求平均值得到G、‘ 和^;，根据G和&计算出综合燃烧指数〃;
④以炉膛测点位置为空间坐标，综合燃烧指数r为參数绘制炉膛燃烧区的燃烧状况分布图，据此判断锅炉的燃烧状况在r < I的区域视为过氧燃烧区，在『=1的区域视为正常燃烧区，在r > I的区域视为乏氧燃烧；
⑤依据燃烧状况，调节锅炉对应燃烧器的给煤量、配风及其喷入角度，以使乏氧燃烧区和过氧燃烧区的综合燃烧指数r为I或接近I (一般来讲，需加大乏氧燃烧区的风煤比，减小过氧燃烧区的风煤比即可)。所述综合燃烧指数r = IO3 X,其中ぴ为校正因子，取值如下当！^
≤ 1.0 时 u =1 ;当 1.0< 5.0 吋，Qf =1.2 ;当^^ 彡 5.0 时 t =2。步骤①中所述在线监测系统为气体分析仪；优选激光在线气体分析仪。所述煤粉燃烧生成物主要指一氧化碳、ニ氧化碳和飞灰。所述综合燃烧指数是ー氧化碳浓度、ニ氧化碳浓度的函数，并以飞灰含碳量作为校正參数。所述燃烧状况分布图是综合燃烧指数随时间的变化与随空间的分布。本发明方法直接利用燃烧过程的最終生成物来判断炉膛内燃料的燃烧状况，与传统的利用炉膛温度场来判断炉膛内燃料燃烧状况相比，该方法不受煤种的影响，能够直接准确判断监测区域的燃烧状况，进而可利用相应的技术手段对该区域的配风和给料予以调整，使燃料能够充分燃烧，从而达到锅炉节能运行的目的。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明作进ー步详细说明。实施例1
在燃用烟煤的四角切圆锅炉的炉膛燃烧区四周的炉墙上沿水平和垂直方向布置网格测点，网格测点间距为2米，利用激光在线气体分析仪实时监测位置不同的三个网格测点1、测点2和测点3处炉膛燃烧区内煤粉燃烧生成物中的ー氧化碳浓度Cco ( u 1/1)和ニ氧
化碳的浓度Qqi ( U 1/1)，同时，每隔0. 5小时从各个测点取燃烧生成的飞灰，利用エ业分
析的方法分析飞灰含碳量FC3sA(%)。汇总24小时内各个测点的监测数据，见表1、表2、表3(为统计方便，表中仅给出Cro、Cro2每间隔0. 5h对应的浓度数据)。分别对测点处I的煤粉燃
烧的Cra “电及飞灰含碳量求平均值得到^ =150、‘ =150000和^^ =0. 5 ;测点2处的煤粉燃烧的Cco、eCQ及飞灰含碳量求平均值得到& =1500、^ =180000和^^ =5;测点3处的煤粉燃烧的Jcq及飞灰含碳量求平均值得到^ =30、=150000 和 FCs2k =0.3。根据综合燃烧指数r = IO3 X ax。/‘，其中“为校正因子，取值如下当
≤1.0时n =1 ;当1. 0 く FCrf < 5. 0时，=1 2 ;当FCrf彡5. 0时 =2,可计算测点
I处的综合燃烧指数为1，同理可计算出测点2处的综合燃烧指数为16. 7，测点3处的综合燃烧指数为0. 2。以炉膛测点位置为空间坐标，综合燃烧指数〃为參数绘制炉膛燃烧区的燃烧状况分布图，据此判断锅炉的燃烧状况在测点3处的区域视为过氧燃烧区，在测点I的区域视为正常燃烧区，在测点2处的区域视为乏氧燃烧区。依据燃烧状况分布图调节锅炉对应燃烧器的给煤量及配风，也即通过增大一次风或二次风量加大测点2处的配风，从而增大测点2处的风煤比，进而使此处的綜合燃烧指数接近1. O，使煤粉充分燃烧，同时加大测点3处的给煤量，使测点3处的风煤比減少，使此处的综合燃烧指数也接近1. O，从而避免受热面局部超温。经过优化运行，燃料充分燃烧防止锅炉发生结焦的同时避免了受热面局部超温，实现锅炉的节能运行。表1、测点I监测数据
权利要求
1.一种实现燃煤锅炉节能运行的方法，其特征在于包括如下步骤①在炉膛燃烧区四周的炉墙上沿水平和垂直方向布置网格测点，网格测点间距为I一 2米，利用在线监测系统于网格测点处实时监测炉膛燃烧区内煤粉燃烧生成物中的一氧化碳浓度和二氧化碳浓度;②监测一氧化碳和二氧化碳浓度的同时，每隔O.5h或Ih从各个测点取燃烧生成的飞灰，分析飞灰含碳量；③汇总24小时内各个测点的监测数据，分别对每个测点煤粉燃烧的、C0Q及飞灰含碳量PCirf求平均值得到G^和C，根据G和 计算出综合燃烧指数r ;④以炉膛测点位置为空间坐标，综合燃烧指数r为参数绘制炉膛燃烧区的燃烧状况分布图，据此判断锅炉的燃烧状况在「< I的区域视为过氧燃烧区，在？ =1的区域视为正常燃烧区，在〃 > I的区域视为乏氧燃焼;⑤依据燃烧状况，调节锅炉对应燃烧器的给煤量、配风及其喷入角度，以使乏氧燃烧区和过氧燃烧区的综合燃烧指数P为I或接近I。
2.根据权利要求1所述实现燃煤锅炉节能运行的方法，其特征在于，所述综合燃烧指数r = 103xa;xG/‘，其中泛为校正因子，取值如下:当彡1.0时，α =1 ;当1.0<PC^ <5.0时，戊=1.2;当^^ 彡 5. O 时，a =2。
3.根据权利要求1所述实现燃煤锅炉节能运行的方法，其特征在于，步骤①中所述在线监测系统为气体分析仪。
4.根据权利要求3所述实现燃煤锅炉节能运行的方法，其特征在于，所述气体分析仪为激光在线气体分析仪。
全文摘要
本发明涉及一种实现燃煤锅炉节能运行的方法，其在炉膛燃烧区四周的炉墙上沿水平和垂直方向布置网格测点，网格测点间距为1－2米，利用在线监测系统于网格测点处实时监测炉膛燃烧区内煤粉燃烧生成物中的一氧化碳浓度和二氧化碳浓度；并每隔0.5h或1h从各个测点取燃烧生成的飞灰，分析飞灰含碳量；汇总24小时内各个测点的监测数据并计算出综合燃烧指数r，根据由综合燃烧指数绘制的整个炉膛的燃烧状况分布图，判断锅炉的燃烧状况并对锅炉进行相应的燃烧调整。此方法可以通过监测和调整锅炉燃烧，进而防止锅炉发生结焦、灭火、局部燃烧不完全及水冷壁腐蚀等问题，实现锅炉节能运行。
文档编号F23N1/02GK103032887SQ201210589199
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者汪永威, 吴文龙 申请人:河南省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司