飞灰含碳量测定装置、方法、燃烧控制方法及电子设备与流程

1.本发明涉及火力发电技术领域，具体而言，涉及一种飞灰含碳量测定装置、方法、燃烧控制方法及电子设备。
2.

背景技术：

3.为了优化锅炉燃烧，提高燃料的利用率，降低发电煤耗，首先必须有良好的煤灰含碳量监测手段。
4.现有技术中，在锅炉尾部烟道里安装飞灰收集装置，以对飞灰含碳量进行测定，但是这样不能保证飞灰收集器始终处于锅炉尾部烟、灰混合气体的最大流速的流线上，便难以保证收集的飞灰最有代表性。
5.

技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
7.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种飞灰含碳量测定装置、方法、燃烧控制方法及电子设备。
8.为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种锅炉飞灰含碳量实时测定装置，包括：第一取灰管和第二取灰管，所述第一取灰管和所述第二取灰管的取灰口均伸入锅炉静电除尘器的第一级煤灰仓中，所述第一取灰管的取灰口高度高于所述第二取灰管的取灰口高度，所述第一取灰管上设置有高灰位传感器以及第一给粉机，所述第二取灰管上设置有低灰位传感器以及第二给粉机；煤灰输送装置，与所述第一取灰管以及所述第二取灰管的出灰口连通；红外检测装置，用于检测所述煤灰输送装置中的飞灰；控制器，与所述红外检测装置、所述高灰位传感器、所述低灰位传感器、所述第一给粉机以及所述第二给粉机通信连接，所述控制器被配置为：根据所述高灰位传感器以及所述低灰位传感器的检测信号控制所述第一给粉机以及所述第二给粉机工作；根据所述红外检测装置的测量信号实时确定所述煤灰输送装置中飞灰的含碳量。
9.可选地，所述控制器被配置为通过以下方式根据所述高灰位传感器以及所述低灰位传感器的检测信号控制所述第一给粉机以及所述第二给粉机工作：若所述高灰位传感器的检测信号表征所述煤灰仓中的顶灰位高度高于所述第一取灰管的取灰口，则控制所述第一给粉机接续工作、且控制所述第二给粉机停止工作；若所述高灰位传感器的检测信号表征所述顶灰位高度低于所述第一取灰管的取灰口、且所述低灰位传感器的检测信号表征所述顶灰位高度高于所述第二取灰管的取灰
口，则控制所述第一给粉机停止工作、且控制所述第二给粉机接续工作。
10.可选地，所述煤灰输送装置包括轮式搅拌机、振动给粉机以及干灰泵；所述轮式搅拌机的进料口与所述第一取灰管的出灰口以及所述第二取灰管的出灰口连通；所述振动给粉机设置有振动梭板，所述振动梭板的上端与所述轮式搅拌机的出料口对应设置，所述振动梭板的下端对应设置所述干灰泵，所述红外检测装置设置在所述振动梭板上方。
11.可选地，所述除尘器为所述锅炉的第一级除尘器。
12.本发明第二方面提供了一种锅炉飞灰含碳量实时测定方法，应用于锅炉飞灰含碳量实时测定装置，所述装置包括：第一取灰管和第二取灰管，所述第一取灰管和所述第二取灰管的取灰口均伸入锅炉上除尘器的煤灰仓中，所述第一取灰管的取灰口高度高于所述第二取灰管的取灰口高度，所述第一取灰管上设置有高灰位传感器以及第一给粉机，所述第二取灰管上设置有低灰位传感器以及第二给粉机；煤灰输送装置，与所述第一取灰管以及所述第二取灰管的出灰口连通；红外检测装置，用于检测所述煤灰输送装置中的飞灰；所述方法包括：根据所述高灰位传感器以及所述低灰位传感器的检测信号控制所述第一给粉机以及所述第二给粉机工作；根据所述红外检测装置的测量信号实时确定所述煤灰输送装置中飞灰的含碳量。
13.可选地，所述根据所述高灰位传感器以及所述低灰位传感器的检测信号控制所述第一给粉机以及所述第二给粉机工作，包括：若所述高灰位传感器的检测信号表征所述煤灰仓中的顶灰位高度高于所述第一取灰管的取灰口，则控制所述第一给粉机接续工作、且控制所述第二给粉机停止工作；若所述高灰位传感器的检测信号表征所述顶灰位高度低于所述第一取灰管的取灰口、且所述低灰位传感器的检测信号表征所述顶灰位高度高于所述第二取灰管的取灰口，则控制所述第一给粉机停止工作、且控制所述第二给粉机接续工作。
14.本发明第三方面提供了一种锅炉的燃烧控制方法，所述锅炉上设置有锅炉飞灰含碳量实时测定装置，所述装置包括：第一取灰管和第二取灰管，所述第一取灰管和所述第二取灰管的取灰口均伸入所述锅炉上除尘器的煤灰仓中，所述第一取灰管的取灰口高度高于所述第二取灰管的取灰口高度，所述第一取灰管上设置有高灰位传感器以及第一给粉机，所述第二取灰管上设置有低灰位传感器以及第二给粉机；煤灰输送装置，与所述第一取灰管以及所述第二取灰管的出灰口连通；红外检测装置，用于检测所述煤灰输送装置中的飞灰；所述控制方法包括：根据所述高灰位传感器以及所述低灰位传感器的检测信号控制所述第一给粉机以及所述第二给粉机工作；根据所述红外检测装置的测量信号实时确定所述煤灰输送装置中飞灰的含碳量；若所述飞灰含碳量超过预设阈值，则将采取增大所述锅炉的进风量和调整锅炉燃
烧状态等措施。
15.可选地，所述方法还包括：根据所述锅炉的当前负荷对应的氧量曲线得到所述锅炉内的氧量设定值；获取当前所述锅炉内的氧量测量值；根据所述氧量设定值以及耗氧量测量值，控制所述锅炉的进风量。
16.可选地，所述方法还包括：获取当前所述锅炉的总风量测量值；根据所述总风量测量值以及所述锅炉的总风量设定值，控制所述锅炉的进风量。
17.本发明第四方面提供了一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本发明第二方面所提供方法的步骤、或本发明第三方面所提供方法的步骤。
18.通过上述技术方案，通过在锅炉除尘器的煤灰仓中取灰，可以使收集的飞灰具有代表性，以使测量的飞灰含碳量能反映锅炉内的实际燃烧状态。同时，通过在锅炉除尘器的煤灰仓中设置第一取灰管和第二取灰管，在煤灰仓中顶灰位高度变化时，能够通过第一取灰管和第二取灰管实现连续取灰。同时，控制器根据红外检测装置的测量信号实时确定煤灰输送装置中飞灰的含碳量，这样，可以实现对飞灰含碳量的实时检测。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
20.附图说明
21.图1是根据本发明的一个实施例的锅炉飞灰含碳量实时测定装置的结构示意图；图2是根据本发明的一个实施例的锅炉飞灰含碳量实时测定方法的流程图；图3是根据本发明的一个实施例的锅炉的燃烧控制方法的流程图；图4是根据本发明的一个实施例的电子设备的框图；图5是根据本发明的一个实施例的电子设备的框图。
22.其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：10煤灰仓，20第一取灰管，21高灰位传感器，22第一给粉机，30第二取灰管，31低灰位传感器，32第二给粉机，40红外检测装置，50轮式搅拌机，60振动给粉机，61振动梭板，70干灰泵。
23.具体实施方式
24.为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。
26.如背景技术所述，现有技术中，在锅炉尾部烟道里安装飞灰收集装置，以对飞灰含碳量进行测定，但是具有以下缺点：（1）不能保证飞灰收集器始终处于锅炉尾部烟、灰混合气体的最大流速的流线上，便难以保证收集的飞灰最有代表性。
27.（2）收集的飞灰受锅炉燃烧状况、负荷大小、煤质和煤炭中的水分大小影响。不能保证收集的飞灰真正能代表锅炉燃烧状况。
28.（3）飞灰收集器必然磨损严重，甚至导致无法收集飞灰。
29.（4）对收集到的飞灰没有可靠、准确地测定方式。烧灼法虽然测定含碳量比较准确，但结构太于复杂，设备安装后运行一段时间往往处于不能正常工作的状态；另外该种方法测定飞灰含碳量只能一锅一锅的烧灼，测定的数据不实时。
30.为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种飞灰含碳量测定装置、方法、燃烧控制方法及电子设备，以能实时、可靠地测量飞灰含碳量。
31.参照图1，本发明第一方面提供了一种锅炉飞灰含碳量实时测定装置，该装置可以包括：第一取灰管和第二取灰管，第一取灰管和第二取灰管的取灰口均伸入锅炉尾部静电除尘器的煤灰仓中（例如可以使静电除尘器的第一级煤灰仓），第一取灰管的取灰口高度高于第二取灰管的取灰口高度，第一取灰管上设置有高灰位传感器以及第一给粉机，第二取灰管上设置有低灰位传感器以及第二给粉机；煤灰输送装置，与第一取灰管以及第二取灰管的出灰口连通；红外检测装置，用于检测煤灰输送装置中的飞灰；控制器，与红外检测装置、高灰位传感器、低灰位传感器、第一给粉机以及第二给粉机通信连接，控制器被配置为：根据高灰位传感器以及低灰位传感器的检测信号控制第一给粉机以及第二给粉机工作；根据红外检测装置的测量信号实时确定煤灰输送装置中飞灰的含碳量。
32.如此，通过在锅炉除尘器的煤灰仓中取灰，可以使收集的飞灰具有代表性，以使测量的飞灰含碳量能反映锅炉内的实际燃烧状态。同时，通过在锅炉除尘器的煤灰仓中设置第一取灰管和第二取灰管，在煤灰仓中顶灰位高度变化时，能够通过第一取灰管和第二取灰管实现连续取灰。同时，控制器根据红外检测装置的测量信号实时确定煤灰输送装置中飞灰的含碳量，这样，可以实现对飞灰含碳量可靠、实时地检测。
33.例如，红外检测装置可以是型号为bg700的煤炭成分实时快速测定装置，红外检测装置可以包括检测头以及与检测头连接的子控制器，子控制器可以与控制器通信连接。
34.示例性地，控制器可以被配置为通过以下方式根据高灰位传感器以及低灰位传感器的检测信号控制第一给粉机以及第二给粉机工作：若高灰位传感器的检测信号表征煤灰仓中的顶灰位高度高于第一取灰管的取灰口，则控制第一给粉机接续工作、且控制第二给粉机停止工作；若高灰位传感器的检测信号表征顶灰位高度低于第一取灰管的取灰口、且低灰位传感器的检测信号表征顶灰位高度高于第二取灰管的取灰口，则控制第一给粉机停止工作、且控制第二给粉机接续工作。
35.如此，控制器可以实现多对飞灰的连续采集，以便于对飞灰含碳量进行连续测定。
同时，通过第一取灰管和第二取灰管，可以采集煤灰仓中上层的煤灰，以能采集最新的锅炉中的飞灰，以是测量的含碳量能反映锅炉当前的燃烧状态。
36.示例性地，煤灰输送装置可以包括轮式搅拌机、振动给粉机以及干灰泵；轮式搅拌机的进料口与第一取灰管的出灰口以及第二取灰管的出灰口连通；振动给粉机设置有振动梭板，振动梭板的上端与轮式搅拌机的出料口对应设置，振动梭板的下端对应设置干灰泵，红外检测装置设置在振动梭板上方。
37.本方案中，煤灰仓中的飞灰温度较高（一般高于200度），煤灰仓中的煤灰经第一取灰管或第二取灰管进入轮式搅拌机中，经轮式搅拌机搅拌变成灰浆，降温后的灰浆经轮式搅拌机的出料口送至振动梭板，振动梭板上的灰浆向下移动，完成沥水、快速干燥以及降温的过程。当灰浆移动至振动梭板底部后进入红外检测装置的检测范围，最终飞灰进入干灰泵中。
38.如此，可以对飞灰进行降温处理，以便于利用红外检测装置对飞灰进行含碳量测定。
39.例如可以50ms检测一次飞灰的含碳量，1秒钟检测20次，6秒钟将检测到的120次数据的均值显示出来，这样每6秒钟可以刷新一次显示值。并且可以将检测到的锅炉飞灰含碳量数据实时、在线送入发电厂的信息网络系统中进行共享，以便于根据测定的飞灰的含碳量调整锅炉的工作状态。
40.示例性地，除尘器（例如可以为静电除尘器）可以为锅炉的第一级除尘器。第一级除尘器收集的灰约占整个静电除尘器取灰总量的约90%左右，因此第一级除尘器收集的飞灰最能代表锅炉燃烧状态。这样，测定的飞灰含碳量能更准确地表征锅炉的燃烧状态。
41.参照图1和图2，本发明第二方面提供了一种锅炉飞灰含碳量实时测定方法，应用于锅炉飞灰含碳量实时测定装置，该装置可以包括：第一取灰管和第二取灰管，第一取灰管和第二取灰管的取灰口均伸入锅炉上除尘器的煤灰仓中，第一取灰管的取灰口高度高于第二取灰管的取灰口高度，第一取灰管上设置有高灰位传感器以及第一给粉机，第二取灰管上设置有低灰位传感器以及第二给粉机；煤灰输送装置，与第一取灰管以及第二取灰管的出灰口连通；红外检测装置，用于检测煤灰输送装置中的飞灰；该方法可以包括步骤s11和步骤s12。
42.在步骤s11中，根据高灰位传感器以及低灰位传感器的检测信号控制第一给粉机以及第二给粉机工作；在步骤12中，根据红外检测装置的测量信号实时确定煤灰输送装置中飞灰的含碳量。
43.示例性地，根据高灰位传感器以及低灰位传感器的检测信号控制第一给粉机以及第二给粉机工作，包括：若高灰位传感器的检测信号表征煤灰仓中的顶灰位高度高于第一取灰管的取灰口，则控制第一给粉机工作、且控制第二给粉机停止工作；若高灰位传感器的检测信号表征顶灰位高度低于第一取灰管的取灰口、且低灰位传感器的检测信号表征顶灰位高度高于第二取灰管的取灰口，则控制第一给粉机停止工作、且控制第二给粉机接续工作。
44.参照图1和图3，本发明第三方面提供了一种锅炉的燃烧控制方法，锅炉上设置有
锅炉飞灰含碳量实时测定装置，装置包括：第一取灰管和第二取灰管，第一取灰管和第二取灰管的取灰口均伸入锅炉上除尘器的煤灰仓中，第一取灰管的取灰口高度高于第二取灰管的取灰口高度，第一取灰管上设置有高灰位传感器以及第一给粉机，第二取灰管上设置有低灰位传感器以及第二给粉机；煤灰输送装置，与第一取灰管以及第二取灰管的出灰口连通；红外检测装置，用于检测煤灰输送装置中的飞灰；该燃烧控制方法可以包括：步骤s21，根据高灰位传感器以及低灰位传感器的检测信号控制第一给粉机以及第二给粉机工作；步骤s22，根据红外检测装置的测量信号实时确定煤灰输送装置中飞灰的含碳量；步骤s23，若飞灰含碳量超过预设阈值，则将采取增大锅炉的进风量和调整锅炉燃烧状态等措施。
45.如此，在飞灰含碳量超过预设阈值时，此时飞灰含碳量过高，锅炉燃烧不充分，因此增大锅炉的进风量，以提高锅炉的燃烧效率。
46.示例性地，该方法还可以包括：根据锅炉的当前负荷对应的氧量曲线得到锅炉内的氧量设定值；获取当前锅炉内的氧量测量值；根据氧量设定值以及耗氧量测量值，控制锅炉的进风量。
47.示例性地，方法还可以包括：获取当前锅炉的总风量测量值；根据总风量测量值以及锅炉的总风量设定值，控制锅炉的进风量。
48.目前国内已有的测定锅炉飞灰含碳量的方式较落后，测定精度低，测定结果不可靠，不实时，因此还没有哪一家实现了将实时测定的结果直接引入锅炉燃烧系统调节锅炉燃烧，本发明选用的bg700次红外线煤炭成分实时快速测定装置稳定可靠，计算机的计算模块先进（已申请并授权了发明专利）具有强大的“自学习”能力，拟在运行一段时间后将实时测定的锅炉飞灰含碳量数据引入锅炉燃烧控制系统微调锅炉燃烧，达到提高锅炉燃烧效率的目的。实现本技术的方案后，意义深远，必将是全国第一家。
49.图4是根据本发明的一个实施例的电子设备的框图。如图4所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出（i/o）接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
50.其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述锅炉飞灰含碳量实时测定方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器（static random access memory，简称sram），电可擦除可编程只读存储器（electrically erasable programmable read
‑
only memory，简称eeprom），可擦除可编程只读存储器（erasable programmable read
‑
only memory，简称eprom），可编程只读存储器（programmable read
‑
only memory，简称prom），只读存储器（read
‑
only memory，简称rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括
一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。i/o接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如wi
‑
fi，蓝牙，近场通信（near field communication，简称nfc），2g、3g、4g、nb
‑
iot、emtc、或其他5g等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件705可以包括：wi
‑
fi模块，蓝牙模块，nfc模块等等。
51.在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路（application specific integrated circuit，简称asic）、数字信号处理器（digital signal processor，简称dsp）、数字信号处理设备（digital signal processing device，简称dspd）、可编程逻辑器件（programmable logic device，简称pld）、现场可编程门阵列（field programmable gate array，简称fpga）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述锅炉飞灰含碳量实时测定方法。
52.在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述锅炉飞灰含碳量实时测定方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述锅炉飞灰含碳量实时测定方法。
53.图5是根据本发明的一个实施例的电子设备的框图。如图5所示，该电子设备800可以包括：处理器801，存储器802。该电子设备800还可以包括多媒体组件803，输入/输出（i/o）接口804，以及通信组件805中的一者或多者。
54.其中，处理器801用于控制该电子设备800的整体操作，以完成上述锅炉的燃烧控制方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器（static random access memory，简称sram），电可擦除可编程只读存储器（electrically erasable programmable read
‑
only memory，简称eeprom），可擦除可编程只读存储器（erasable programmable read
‑
only memory，简称eprom），可编程只读存储器（programmable read
‑
only memory，简称prom），只读存储器（read
‑
only memory，简称rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。i/o接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该电子设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如wi
‑
fi，蓝牙，近场通信（near field communication，简称nfc），2g、3g、4g、nb
‑
iot、emtc、或其他5g等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件805可以包括：wi
‑
fi模块，蓝牙模块，nfc模
块等等。
55.在一示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路（application specific integrated circuit，简称asic）、数字信号处理器（digital signal processor，简称dsp）、数字信号处理设备（digital signal processing device，简称dspd）、可编程逻辑器件（programmable logic device，简称pld）、现场可编程门阵列（field programmable gate array，简称fpga）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述锅炉的燃烧控制方法。
56.在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述锅炉的燃烧控制方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由电子设备800的处理器801执行以完成上述锅炉的燃烧控制方法。
57.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
58.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
59.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。