一种预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统及调节方法.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CN111981507A(43)申请公布日2020.11.24(21)申请号202010657626.5(22)申请日2020.07.09(71)申请人华电电力科学研究院有限公司地址310030浙江省杭州市西湖区西湖科技经济园西园一路10号(72)发明人陈广伟黄建平徐鹏志孙海峰(74)专利代理机构杭州天欣专利事务所(普通合伙)33209代理人张狄峰(51)Int.Cl.F23N5/24(2006.01)F23M11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统及调节方法(57)摘要本发明公开了一种预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统及调节方法，属于大型电站锅炉安全领域，包括炉烟母管、CO浓度探头、CO浓度场处理装置、DCS控制装置和炉烟风机，CO浓度探头布置在锅炉炉膛下部冷灰斗的四壁上测量炉内的CO浓度；CO浓度场处理装置收集CO浓度探头的浓度信号，经过对浓度场的分析，将反馈信号通过DCS控制装置直接控制炉烟调节阀的开度；炉烟风机将尾部烟道的烟气升压，然后输入炉烟喷口；炉烟喷口在冷灰斗区域呈四角墙式切圆布置，烟气经炉烟喷口在冷灰斗区域形成切圆流场。本发明所采用的稀释介质是烟气，氧气含量极低，与空气相比惰性较强，可起到进一步降低CO爆炸的风险。CN111981507ACN111981507A权利要求书1/1页1.一种预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统，包括锅炉燃烧器（1）、炉膛（14）、冷灰斗（4）、水封槽（6）、省煤器（11）、尾部烟道（12）和脱硝装置（13），所述锅炉燃烧器（1）设置在炉膛（14）上，所述冷灰斗（4）设置在炉膛（14）的下方，所述冷灰斗（4）的底端位于水封槽（6）内，所述省煤器（11）和脱硝装置（13）设置在尾部烟道（12）内；其特征是，还包括炉烟母管（2）、CO浓度探头（5）、CO浓度场处理装置（7）、DCS控制装置（8）和炉烟风机（10），所述炉烟风机（10）的烟气进口与省煤器（11）和脱硝装置（13）之间的尾部烟道（12）连接，所述炉烟风机（10）的烟气出口连接有炉烟调节阀（9），所述炉烟调节阀（9）连接炉烟母管（2），所述炉烟母管（2）连接至冷灰斗（4）四壁上的炉烟喷口（3），所述DCS控制装置（8）的一端与CO浓度场处理装置（7）相接，所述DCS控制装置（8）的另一端与炉烟调节阀（9）相接，所述CO浓度场处理装置（7）与CO浓度探头（5）连接，所述CO浓度探头（5）呈上、中、下三层布置在冷灰斗（4）内。2.根据权利要求1所述的预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统，其特征是，所述CO浓度场处理装置（7）不仅评估CO浓度的高低，而且还预测爆炸的风险大小。3.根据权利要求1所述的预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统，其特征是，所述炉烟母管（2）等量向4个炉烟喷口（3）供入烟气，保证喷入的烟气形成稳定的切圆流场。4.一种如权利要求1-3中任一项所述的预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统的调节方法，其特征是，步骤如下：1）炉烟风机（10）保持常态运行，炉烟调节阀（9）初始开度保持在30%状态，正常状态下持续向冷灰斗（4）区域喷入烟气；2）CO浓度场处理装置（7）通过CO浓度探头（5）实时监测冷灰斗（4）区域的CO浓度场；3）CO浓度场处理装置（7）评估CO浓度的高低以及预测爆炸的风险大小，当预测到风险时，通过DCS控制装置（8）向炉烟调节阀（9）下发开大指令，快速加大烟气的喷入量，降低或去除爆炸风险。2CN111981507A说明书1/3页一种预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统及调节方法技术领域[0001]本发明属于大型电站锅炉安全领域，具体涉及一种预防电站锅炉冷灰斗区域爆燃的预警系统及调节方法。背景技术[0002]据不完全统计，目前在国内大型电站锅炉的“非停”事故中，由炉膛爆燃引起的案例占约20%，对于如何预防炉膛爆燃成了近年来电力行业比较关注的话题，但由于种种原因仍然没有比较好的解决办法。目前，主要困境主要体现在：（1）现阶段电厂所燃用的煤种来源较广，而且煤种变化频繁，甚至是严重偏离设计煤种、校核煤种的范围，造成锅炉长期保持在不正常的状态工作；（2）多数电厂为了降低成本，以及受国家调控的影响，不得不掺烧多种多样的煤种，存在两种及两种以上的掺烧方式，而且有些煤种的燃烧特性差异性比较大，但往往不重视掺烧可行性的研究以及运行优化；（3）大多数机组服役已经有很长时间，设备老化，可靠性下降，制粉系统、燃烧系统和火检监视系统等设备尤为严重。多种原因的复合影响下，很容易出现炉膛爆燃的情况发生，当炉膛爆燃发生时，炉内压力大幅波动，严重时会直接导致炉膛灭火，引发“非停”事故，造成