一種煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統的製作方法
2023-12-12 07:16:32 4
一種煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及大型燃煤電廠的鍋爐燃燒技術和設備，具體的是一種可以進行煙氣在線多點採集分析和預測鍋爐燃燒優化控制系統。通過在鍋爐外壁上設置鍋爐煙氣採集反吹單元，將鍋爐內的煙氣樣本進行採集，並輸送到鍋爐外連接的預測分析單元中，可對鍋爐燃燒情況進行實時分析和預測。由於對鍋爐採用了三層式多角度的採集結構，從而對鍋爐內的參數採數據能夠平均且精準，從而為下一步優化鍋爐燃燒方案提供有力參照數據。
【專利說明】一種煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及大型燃煤電廠的鍋爐燃燒技術和設備，具體的是一種可以進行煙氣在線多點採集分析和預測鍋爐燃燒優化控制系統。
【背景技術】
[0002]當前，我國電力行業正在由計劃經濟體制逐步向市場經濟體制過渡，發電企業一方面面臨廠網分開、競價上網的電力市場競爭，另一方面由於能源緊張導致煤價上漲，進一步加大了發電企業的生產成本。因此發電企業迫切要求挖掘機組運行的潛力，提高機組運行效率，降低生產成本，提高企業競爭能力。同時，隨著國家對電站氮氧化物排放的限制，如何有效降低氮氧化物排放的技術也是電廠當前關注的熱點。由於鍋爐燃燒優化技術能夠有效提高機組運行效率，降低發電成本，並能夠降低鍋爐氮氧化物排放，因此得到發電企業的普遍關注。
[0003]對我國的大部分火力發電廠而言，由於煤種變化大，燃用煤質普遍較差，再加之鍋爐實際運行中，設備改造、變負荷運行、熱力實驗間隔時間長等原因，存在鍋爐燃燒達不到最佳的現象，因此迫切需要通過優化運行，在一定範圍內提高機組安全性、經濟性和環保性會K。
【發明內容】
[0004]本實用新型是針對【背景技術】中所述的大型火力發電站鍋爐燃燒技術和設備存在的問題，提出的一種煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統。通過本實用新型設備裝置可在線檢測鍋爐燃燒的重要參數，包括:負荷、煤質、一次風量、二次風量、煙氣、氧量、排煙溫度、煙氣排放物等，然後運用現代仿真技術，結合燃燒學、流體力學、熱力學、傳熱傳質學等多學科領域知識，建立真實鍋爐物理仿真模型，結合鍋爐燃燒運行的歷史數據，建立鍋爐運行工況，利用預測控制等技術對控制設定值進行優化，提出一種全新優化控制模式，提供一個對鍋爐多目標性能優化的實時在線分析系統，給出鍋爐運行中燃燒系統的優化空間和最具優化潛力的參數，從而達到提高鍋爐機組經濟性、安全性和環保性能的目的。
[0005]具體的技術方案如下:
[0006]一種煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，包括了 4個採樣反吹單元、4個分析預處理控制單元和鍋爐；
[0007]所述的採樣反吹單元包括3個鍋爐煙氣採樣器和3根採樣加熱管線；
[0008]所述4個採樣反吹單元分別通過法蘭安裝固定於鍋爐前、後、左、右的爐膛外壁，使得前、後對稱，左、右對稱，並且每個採樣反吹單元中的3個鍋爐煙氣採樣器在縱向上，呈直線對齊分布，互相間距離相等，形成採樣器組；
[0009]所述分析預處理單元包括預處理控制器、分析控制櫃和分析儀表；每組鍋爐煙氣採樣器組均通過採樣加熱管線連接到分析預處理控制單元中的預處理控制器；分析儀表和預處理控制組件採用螺紋方式固定安裝於分析控制櫃內。
[0010]所述鍋爐煙氣採樣器通過法蘭連接固定於鍋爐爐膛外壁，從鍋爐水冷壁鰭片處開孔採集鍋爐原煙氣，而分析儀表和預處理控制組件固定安裝於分析控制櫃內的機架上。
[0011]所述分析控制櫃為邊長為1.5m的立方體結構，且設有單扇開關門和排風扇。
[0012]所述採樣加熱管線外層包括有管道或線纜套殼。
[0013]有益效果:
[0014]1.本實用新型提出的煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，能夠應對國內大型火力發電鍋爐設備燃料質量多變的情況，完成多角度對鍋爐內煤炭燃燒參數，如:煤質、一次風量、二次風量、煙氣、氧量、排煙溫度、煙氣排放物等參數的搜集，精準測量鍋爐燃燒飛灰含碳數據，為下一步的鍋爐優化配置方案提供有力的數據依據。
[0015]2.本實用新型提出的煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，通過設立四個單獨的四組採集單元，使得連接加熱管線距離縮短，鍋爐系統整體反映速度獲得大幅提高，並且每個採集單元可進行單獨維護，降低了維護成本和難度。
[0016]3.本實用新型提出的煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，採用加熱管線作為連接媒介，能夠降低樣本水分和灰塵含量，有效提高採集樣本的質量和速度，避免加熱不均勻和冷溫段出現導致的管路堵塞情況，並且加熱管線重量輕、彎曲半徑小、安裝靈活。
[0017]4.基於本實用新型提出的煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，可基於採集到的參數，進行多目標鍋爐運行優化控制，以及用於鍋爐機組負荷大範圍快速變化中的燃燒優化實現算法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本實用新型的技術方案更加清晰明確，下面結合附圖對本實用新型進行進一步描述。
[0020]如圖1所述的一種煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，包括4個採樣反吹單元11、12、13、14 ;4個分析預處理控制單元21、22、23、24和鍋爐30。
[0021]所述的採樣反吹單元包括了 3個鍋爐煙氣採樣器、3根採樣加熱管線，例如:所述的採樣反吹單元11包括了 3個鍋爐煙氣採樣器111、3根採樣加熱管線112。
[0022]所述分析預處理單元包括預處理控制器、分析控制櫃和分析儀表。
[0023]在安裝採樣反吹單元時，按圖1所示的，將所述鍋爐從縱向劃分為平均的上、中、下三層，每層選取4個互相距離平均的採樣點，共計12個採樣點用於安裝鍋爐煙氣採樣器，而縱向最接近的3個鍋爐煙氣採樣器為一組，形成鍋爐煙氣採樣器組。
[0024]所述鍋爐煙氣採樣器組通過法蘭連接固定於鍋爐30的爐膛外壁，從鍋爐的水冷壁鰭片處開孔採集鍋爐原煙氣，而分析儀表和預處理控制組件固定安裝於分析控制櫃內的機架上。
[0025]所述分析控制櫃為邊長1.5m的立方體結構，且設有單扇開關門和排風扇，能夠方便儀器設備的安裝固定和通風防塵。
[0026]在採樣加熱管線外層包括有管道或線纜套殼能夠有效支撐加熱管線，並對提升採集穩定性有一定幫助。在上述的實施方案中，所述鍋爐30採用的是型號為YGL-立式燃煤鍋爐。煙氣採樣器為型號6888直插式分析儀。預處理控制器為型號為3051TG1F2B21AS1E5Q4M5 的 PLC。
[0027]通過科學測試實驗，採用本方案進行鍋爐燃燒參數採集，單個測點的採集時間(lmin，整個鍋爐爐膛12個點菸氣採樣預處理分析完成時間< 15min，整個鍋爐系統加熱管線距離短，反應速度快，獨立單元維護方便。
【權利要求】
1.一種煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，包括了 4個採樣反吹單元、4個分析預處理控制單元和鍋爐； 所述的採樣反吹單元包括3個鍋爐煙氣採樣器和3根採樣加熱管線； 所述4個採樣反吹單元分別通過法蘭安裝固定於鍋爐前、後、左、右的爐膛外壁，使得前、後對稱，左、右對稱，並且每個採樣反吹單元中的3個鍋爐煙氣採樣器在縱向上，呈直線對齊分布，互相間距離相等，形成採樣器組； 所述分析預處理單元包括預處理控制器、分析控制櫃和分析儀表；每組鍋爐煙氣採樣器組均通過3根採樣加熱管線連接到I個分析預處理控制單元中的預處理控制器；分析儀表和預處理控制組件採用螺紋方式固定安裝於分析控制櫃內。
2.如權利要求1所述的煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，其特徵在於所述鍋爐水冷壁鰭片處開有採集孔，使得煙氣採樣器組能從鍋爐採集鍋爐原煙氣。
3.如權利要求1所述的煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，其特徵在於所述分析控制櫃為邊長為1.5m的立方體結構。
4.如權利要求1所述的煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，其特徵在於所述採樣加熱管線外層包括有管道或線纜套殼。
5.如權利要求3所述的煙氣在線多點採集分析預測鍋爐燃燒優化控制系統，其特徵在於所述分析控制櫃設有單扇開關門和排風扇。
【文檔編號】G05B19/418GK204215253SQ201420674858
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】黃賢明, 程傳良, 梁紹華 申請人:南京銘彥科技有限公司