一种燃用高硫煤锅炉在线监控方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114135897A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111400871.9(22)申请日2021.11.24(71)申请人吉林省电力科学研究院有限公司地址130021吉林省长春市高新区前进大街2000号阳光公寓1单位708室申请人国网吉林省电力有限公司电力科学研究院(72)发明人刘秀韩季廷姜薇薇赵明亮王忠言郭帅鲁绍博张丹王宁宋志宇(74)专利代理机构长春市吉利专利事务所(普通合伙)22206代理人王楠楠李晓莉(51)Int.Cl.F23N1/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种燃用高硫煤锅炉在线监控方法(57)摘要一种燃用高硫煤锅炉在线监控方法，属于燃用高硫煤锅炉在线监控技术领域，该方法包括实时检测锅炉壁温及锅炉炉膛内H2S、CO、O2气体浓度；锅炉壁温包括水冷壁管壁温度以及水冷壁附近区域炉膛辐射温度；根据集散控制系统DCS获取的锅炉实时工况数据以及所述实时检测锅炉壁温及锅炉炉膛内H2S、CO、O2气体浓度数据，构建还原性气氛场模型，用于模拟燃烬风与燃烧区之间的气体浓度和温度分布关系，进而根据炉膛内H2S、CO、O2气体组分的浓度分布来判断高温腐蚀对炉膛水冷壁的影响；根据还原性气氛场模型，分析配风与烟气成分规律，找出最优风门控制策略，对风门进行优化控制。通过本发明的方法使锅炉运行参数处于最优状态。CN114135897ACN114135897A权利要求书1/1页1.一种燃用高硫煤锅炉在线监控方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：实时检测锅炉壁温及锅炉炉膛内H2S、CO、O2气体浓度；所述锅炉壁温包含水冷壁管壁温度以及水冷壁附近区域炉膛辐射温度；步骤S2：利用集散控制系统DCS实时获取锅炉的工况数据，根据集散控制系统DCS获取的锅炉实时工况数据以及步骤1所检测到的数据，构建还原性气氛场模型，用于模拟燃烬风与燃烧区之间的气体浓度和温度分布关系，进而根据炉膛内H2S、CO、O2气体组分的浓度分布来判断高温腐蚀对炉膛水冷壁的影响；步骤S3：根据还原性气氛场模型，分析配风与烟气成分规律，找出最优风门控制策略，对风门进行优化控制。2.根据权利要求1所述燃用高硫煤锅炉在线监控方法，其特征在于：在燃烬风与燃烧区之间的四墙水冷壁鳍片上开孔引出取样管，取样管的数量为64个，均匀布置在锅炉炉膛的四墙水冷壁鳍片上，每个水冷壁墙均匀分布16个，取样管与烟气传感器连接，同时取样管上安装有温度采集模块。3.根据权利要求2所述燃用高硫煤锅炉在线监控方法，其特征在于：所述温度采集模块为热电偶温度传感器。4.根据权利要求1所述燃用高硫煤锅炉在线监控方法，其特征在于：所述水冷壁附近区域为距离水冷壁3cm～6cm的区域。5.根据权利要求1所述燃用高硫煤锅炉在线监控方法，其特征在于：步骤S3中，所述根据还原性气氛场模型，分析配风与烟气成分规律，找出最优风门控制策略，对风门进行优化控制的过程如下：根据构建的还原性气氛场模型，得到上层二次风门及燃烬风门开度对H2S、CO、O2浓度的影响关系，通过锅炉实时工况数据和实时锅炉壁温，对锅炉炉内一次风速和二次风速的配比关系进行判断，给出调节一二次风的配比，使得水冷壁附近不会形成还原性气氛。2CN114135897A说明书1/5页一种燃用高硫煤锅炉在线监控方法技术领域[0001]本发明涉及燃用高硫煤锅炉在线监控技术领域，尤其是涉及一种燃用高硫煤锅炉在线监控方法。背景技术[0002]我国煤炭资源较为丰富，存储总量居世界第3位，同时亦是世界上最大的煤炭生产国和消费国。随着我国电站锅炉掺烧煤种种类的日益丰富，高硫煤作为一类重要的煤炭资源，其使用也越来越普遍。含硫量高于3％的煤种称之为高硫煤，炉内燃烧时会释放大量的污染性气体(如二氧化硫、一氧化氮等)，二氧化硫的大量排放对我国环境造成巨大的负面影响。对炉膛的影响主要是产生H2S气体，使得水冷壁近壁区域还原性气氛增强，加剧了水冷壁高温腐蚀和管壁过热，引起爆管，以及产生更多的NOx。这是影响锅炉安全运行的主要因素之一，对电网的稳定运行影响很大。[0003]高温腐蚀问题已引起广泛重视，水冷壁高温腐蚀以硫化物型腐蚀为主，造成这种腐蚀的根本原因在于水冷壁近壁区域存在强还原性气氛并伴有体积浓度较高的H2S气体，水冷壁管的腐蚀速度与烟气中的H2S体积浓度成正比。要解决水冷壁高温腐蚀的问题，就必须降低水冷壁壁面区域的还原气氛和H2S体积浓度。相关研究表明，锅炉烟气中的H2S浓度大于220mg/Nm3时，且CO浓度在30000uL/L以上，使还原性气氛强烈，高温腐蚀加剧。[0004]国内目前发现高硫煤的危害后在水冷壁鳍片上安装了大量的引出测量管，定期通过电科院或相关检测部分