用於降低鍋爐系統內預定位置的渣形成率的系統和方法
2023-07-30 09:49:01 1
專利名稱：用於降低鍋爐系統內預定位置的渣形成率的系統和方法
相關申請的交叉引用本申請涉及與其同時申請的以下美國專利申請SYSTEM，METHOD，ANDARTICLE OF MANUFACTURE FOR ADJUSTING TEMPERATURE LEVELSAT PREDETERMINED LOCATIONS IN A BOILER SYSTEM(調節鍋爐系統內預定位置的溫度水平的系統、方法和產品)，代理人檔案號No.185126；和SYSTEM，METHOD，AND ARTICLE OF MANUFACTURE FOR ADJUSTINGCO EMISSION LEVELS AT PREDETERMINED LOCATIONS IN A BOILERSYSTEM(用於調節鍋爐系統內預定位置的CO排放水平的系統、方法和產品)，代理人檔案號No.170592，它們都以引用的方式整體併入本文中。
背景技術：
燃燒礦物燃料的鍋爐系統已經被用於發電。一種燃燒礦物燃料的鍋爐系統燃燒空氣/煤混合物，以產生提高水溫從而生成蒸汽的熱能。該蒸汽被用於驅動輸出電能的渦輪發電機。
與上述鍋爐系統有關的一個問題是該鍋爐系統可能存在渣或未燃碳氫化合物開始粘附於鍋爐系統的壁面上的空間區域或位置。當結渣變得相對較厚時，會從壁面上脫落並損壞鍋爐系統內的設備。因此，如果不及時控制，這種結渣會由於導致提前進行成本高的清除操作而影響鍋爐系統的維修周期。由此引起的停機時間則反過來不利地影響電力生產的銷售。同時，這些結渣降低了過熱和再加熱區內這些位置的傳熱係數(性能)，因為它降低了鍋爐系統的總熱效率，增加了用於發電的鍋爐系統運行成本。
因此，本申請的發明者已經意識到需要一種用於控制鍋爐系統的能降低鍋爐系統內預定位置的渣形成率的系統和方法。同時，通過實現對燃燒器級的空氣品質流和燃料質量流的控制，這種系統和方法通過安排僅在對鍋爐系統內預定位置的渣形成影響較大的燃燒器中使用成本高的渣減少化合物或添加劑，將有助於節約在燃燒器級的這種高成本的渣減少化合物或添加劑的使用。
發明內容
提供了一種根據一個典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的方法。該鍋爐系統具有設置於其中的第一多個燃燒器、多個渣檢測傳感器、多個溫度傳感器和多個CO傳感器。該方法包括接收來自鍋爐系統內的多個溫度傳感器的第一多個信號。該方法進一步包括基於第一多個信號確定鍋爐系統內第一多個位置處的多個溫度水平。該方法進一步包括接收來自設置在鍋爐系統內的多個CO傳感器的第二多個信號。該方法進一步包括基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平。該方法進一步包括接收來自鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器的第三多個信號。該方法進一步包括基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該方法進一步包括確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該方法進一步包括確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該方法進一步包括提高第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比，以降低第二多個位置的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的控制系統。該鍋爐系統具有第一多個燃燒器。該控制系統包括設置於鍋爐系統內的多個溫度傳感器。該多個溫度傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的溫度水平的第一多個信號。該控制系統進一步包括設置於鍋爐系統內的多個CO傳感器。該多個CO傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的CO水平的第二多個信號。該控制系統進一步包括設置於鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器。該多個渣檢測傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的渣厚度的第三多個信號。該控制系統進一步包括可操作地與多個溫度傳感器、多個CO傳感器和多個渣檢測傳感器耦合的控制器。該控制器配置成基於第一多個信號確定第一多個位置處的多個溫度水平。該控制器進一步配置成基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平。該控制器進一步配置成基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該控制器進一步配置成確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該控制器進一步配置成確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該控制器進一步配置成提高第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比，以降低第二多個位置處的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的方法。該鍋爐系統具有設置於其中的第一多個燃燒器、多個渣檢測傳感器、多個溫度傳感器和多個CO傳感器。該方法包括接收來自鍋爐系統內的多個溫度傳感器的第一多個信號。該方法進一步包括基於第一多個信號確定鍋爐系統內第一多個位置處的多個溫度水平。該方法進一步包括接收來自鍋爐系統內的多個CO傳感器的第二多個信號。該方法進一步包括基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平。該方法進一步包括接收來自鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器的第三多個信號。該方法進一步包括基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該方法進一步包括確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該方法進一步包括確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該方法進一步包括降低第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的至少一個A/F比和進入第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的空氣-燃料質量流，以降低第二多個位置處的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的控制系統。該鍋爐系統具有第一多個燃燒器。該控制系統包括設置於鍋爐系統內的多個溫度傳感器。該多個溫度傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的溫度水平的第一多個信號。該控制系統進一步包括設置於鍋爐系統內的多個CO傳感器。該多個CO傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的CO水平的第二多個信號。該控制系統進一步包括設置於鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器。該多個渣檢測傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的渣厚度的第三多個信號。該控制系統進一步包括可操作地與多個溫度傳感器、多個CO傳感器和多個渣檢測傳感器耦合的控制器。該控制器配置成基於第一多個信號確定第一多個位置處的多個溫度水平。該控制器進一步配置成基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平。該控制器進一步配置成基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該控制器進一步配置成確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該控制器進一步配置成確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該控制器進一步配置成降低第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的至少一個A/F比和進入第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的空氣-燃料質量流，以降低第二多個位置處的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的方法。該鍋爐系統具有設置於其中的第一多個燃燒器、多個渣檢測傳感器、多個溫度傳感器和多個CO傳感器。該方法包括接收來自鍋爐系統內的多個溫度傳感器的第一多個信號。該方法進一步包括基於第一多個信號確定鍋爐系統內第一多個位置處的多個溫度水平。該方法進一步包括接收來自鍋爐系統內的多個CO傳感器的第二多個信號。該方法進一步包括基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平。該方法進一步包括接收來自鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器的第三多個信號。該方法進一步包括基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該方法進一步包括確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該方法進一步包括確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該方法進一步包括提高第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比，以降低第二多個位置處的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的控制系統。該鍋爐系統具有第一多個燃燒器。該控制系統包括設置於鍋爐系統內的多個溫度傳感器。該多個溫度傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的溫度水平的第一多個信號。該控制系統進一步包括設置於鍋爐系統內的多個CO傳感器。該多個CO傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的CO水平的第二多個信號。該控制系統進一步包括設置於鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器。該多個渣檢測傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的渣厚度的第三多個信號。該控制系統進一步包括可操作地與多個溫度傳感器、多個CO傳感器和多個渣檢測傳感器耦合的控制器。該控制器配置成基於第一多個信號確定第一多個位置處的多個溫度水平。該控制器進一步配置成基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平。該控制器進一步配置成基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該控制器進一步配置成確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該控制器進一步配置成確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該控制器進一步配置成提高第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比，以降低第二多個位置處的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的方法。該鍋爐系統具有設置於其中的第一多個燃燒器、多個渣檢測傳感器、多個溫度傳感器和多個CO傳感器。該方法包括接收來自鍋爐系統內的多個溫度傳感器的第一多個信號。該方法進一步包括基於第一多個信號確定鍋爐系統內第一多個位置處的多個溫度水平。該方法進一步包括接收來自鍋爐系統內的多個CO傳感器的第二多個信號。該方法進一步包括基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平。該方法進一步包括接收來自鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器的第三多個信號。該方法進一步包括基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該方法進一步包括確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該方法進一步包括確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該方法進一步包括降低第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的至少一個空氣-燃料質量流和進入第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的燃料質量流，以降低第二多個位置處的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的控制系統。該鍋爐系統具有第一多個燃燒器。該控制系統包括設置於鍋爐系統內的多個溫度傳感器。該多個溫度傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的溫度水平的第一多個信號。該控制系統進一步包括設置於鍋爐系統內的多個CO傳感器。該多個CO傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的CO水平的第二多個信號。該控制系統進一步包括設置於鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器。該多個渣檢測傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的渣厚度的第三多個信號。該控制系統進一步包括可操作地與多個溫度傳感器、多個CO傳感器和多個渣檢測傳感器耦合的控制器。該控制器配置成基於第一多個信號確定第一多個位置處的多個溫度水平。該控制器進一步配置成基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平。該控制器進一步配置成基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該控制器進一步配置成確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該控制器進一步配置成確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該控制器進一步配置成降低第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的至少一個空氣-燃料質量流和第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的燃料質量流，以降低第二多個位置處的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的方法。該鍋爐系統具有設置於其中的第一多個燃燒器和多個渣檢測傳感器。該方法包括接收來自鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器的第一多個信號。該方法進一步包括基於第一多個信號確定鍋爐系統內第一多個位置處的多個渣厚度水平。該方法進一步包括確定鍋爐系統中渣厚度水平高於閾值渣厚度水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該方法進一步包括確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該方法進一步包括向該第二多個燃燒器輸送渣減少化合物，用於降低第二多個位置處的渣形成率。
提供了一種根據另一典型實施例的用於減小鍋爐系統內預定位置的渣形成率的控制系統。該鍋爐系統具有第一多個燃燒器。該控制系統包括設置於鍋爐系統內的多個渣檢測傳感器。該多個渣檢測傳感器配置成產生指示鍋爐系統內第一多個位置處的渣厚度的第一多個信號。該控制系統進一步包括可操作地與多個渣檢測傳感器耦合的控制器。該控制器配置成基於第一多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平。該控制器進一步配置成確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平的第二多個位置。該第二多個位置是第一多個位置的子集。該控制器進一步配置成確定在鍋爐系統內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平的第二多個燃燒器。該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器的子集。該控制器進一步配置成促使第一裝置向第二多個燃燒器輸送渣減少化合物，從而降低低第二多個位置處的渣形成率。
依據考察以下附圖和詳細的說明書，根據實施例的其他系統和/或方法對本領域的技術人員來說將變得或是顯而易見。希望所有這些附加系統和方法在本發明的範圍內，並且受所附權利要求的保護。
圖1說明了根據一個典型實施例的具有鍋爐系統和控制系統的發電系統；圖2是圖1的控制系統中採用的軟體算法的框圖；圖3-11是根據另一典型實施例的用於降低圖1的鍋爐系統中預定位置的渣形成率的方法流程圖；圖12是圖1的鍋爐系統中利用的燃燒器的簡圖。
具體實施例方式
參考圖1，說明了用於產生電力的發電系統10。發電系統10包括鍋爐系統12、控制系統13、渦輪發電機14、運輸機16、料倉(silo)18、給煤機20、碎煤機22、空氣源24和煙囪28。
提供鍋爐系統12以燃燒空氣-煤的混合物來加熱水，並從中產生蒸汽。蒸汽被用來驅動發電的渦輪發電機14。應注意在替換實施例中，鍋爐系統12可利用其它類型的燃料，而不是煤，來加熱水，從中產生蒸汽。例如，鍋爐12可利用任何常規類型的碳氫燃料如汽油、柴油、油、天然氣、丙烷或類似燃料。鍋爐系統12包括與後通道部42耦合的爐子40，進氣歧管44，燃燒器47、48、50、52和通氣口53以及管道59、60、62、64、66、68。
爐子40限定在其中燃燒空氣-煤的混合物以及產生蒸汽的區域。後通道部42與爐子40耦合，接收從爐子40出來的排氣。後通路部42將該排氣從爐子40輸送到煙囪28。
進氣歧管44與爐子40耦合，並利用節流閥45、46向燃燒器47、48、50、52和通氣口53提供預定量的二次空氣。而且，燃燒器47、48、50、52分別經由管道60、62、64、66接收來自空氣源24的空氣-煤的混合物。燃燒器47、48、50、52和通氣口53穿過爐子40中的孔設置。燃燒器47、48、50、52將火焰噴進爐子40的內部區域以加熱水。因為燃燒器47、48、50、52具有基本相似的結構，將僅提供燃燒器47的結構的具體說明。參照圖8，燃燒器47具有同心設置的管70、72、74。管70接收來自管道60的一次空氣-煤混合物(空氣-燃料混合物)。管道72圍繞管道70設置並接收來自進氣歧管44的二次空氣。管道74圍繞管道72設置，並接收同樣來自進氣歧管44的三次空氣。供給到燃燒器47的全部空氣-煤的混合物在燃燒器47的出口點燃並在爐子中燃燒。燃燒器47還包括設置在管70和管72之間的流路中的閥75。閥75的操作位置可由控制器122可操作地控制，以控制燃燒器47接收的三次空氣的量。而且，燃燒器47還包括設置在管72和管74之間的流路中的閥77。閥77的操作位置可由控制器122可操作地控制，以控制燃燒器47接收的二次空氣的量。
參照圖1，提供控制系統13以控制燃燒器47、48、50、52接收的空氣和煤的量以及通氣口53接收的空氣。特別地，提供控制系統13以控制燃燒器47、48、50、52和通氣口53中的A/F比，進而控制在鍋爐系統12中預定位置處的CO水平、溫度水平和渣形成率。而且，提供控制系統13以控制輸送到燃燒器47、48、50、52的渣減少化合物的量。控制系統13包括電控的一次空氣和線圈閥80、82、84、86、88，燃燒空氣促動器90，過度燃燒空氣促動器92，CO傳感器94、96、98、99，溫度傳感器110、112、114、115，渣檢測傳感器116、118、120、121，空氣品質流傳感器117、119，煤流量傳感器123、渣減少化合物供給裝置125和控制器122。應注意的是，為了討論，假定CO傳感器94、溫度傳感器110和渣檢測傳感器116實質上設置在鍋爐系統12內的第一位置。而且，CO傳感器96、溫度傳感器112、渣檢測傳感器118實質上設置在鍋爐系統12內的第二位置。而且，CO傳感器98、溫度傳感器114、渣檢測傳感器120實質上設置在鍋爐系統12內的第三位置。此外，CO傳感器99、溫度傳感器115和渣檢測傳感器121實質上設置在鍋爐系統12內的第四位置。當然，應注意的是在替換實施例中，CO傳感器、溫度傳感器和渣檢測傳感器可相對於彼此設置在不同位置。而且，在替換實施例中，CO傳感器94、96、98、99分別設置在鍋爐系統12中遠離第一、第二、第三和第四位置的位置，利用本領域技術人員公知的計算流體動力學技術，分別根據CO傳感器94、96、98、99的信號估算第一、第二、第三和第四位置的CO水平。而且，在替換實施例中，溫度傳感器110、112、114、115分別設置在遠離第一、第二、第三和第四位置的位置，利用本領域技術人員公知的計算流體動力學技術，分別根據溫度傳感器110、112、114、115的信號估算在第一、第二、第三和第四位置上的溫度水平。而且，在替換實施例中，渣檢測傳感器116、118、120、121分別設置在遠離第一、第二、第三和第四位置的位置，利用本領域技術人員公知的計算流體動力學技術，分別根據渣檢測傳感器116、118、120、121的信號估算渣的厚度水平。
提供電控閥80、82、84、86、88，響應分別從控制器122接收的控制信號(FV1)、(FV2)、(FV3)、(FV4)、(FV5)，分別控制輸送到燃燒器47、48、50、52和管道68的一次空氣或輸送空氣的量。一次空氣將煤顆粒攜帶到燃燒器。
提供促動器90，響應從控制器122接收的控制信號(AV1)，控制進氣歧管44中用於調節供給到燃燒器47、48、50、52的燃燒空氣量的節流閥45的操作位置。
提供促動器92，響應從控制器122接收的信號(AV2)，控制用於調節供給通氣口53的過度燃燒空氣量的節流閥46的操作位置。
提供CO傳感器94、96、98、99以產生分別指示在鍋爐系統12內第一、第二、第三和第四位置處的CO水平的信號(CO1)、(CO2)、(CO3)、(CO4)。應注意的是，在替換實施例中，鍋爐系統12中的CO傳感器的數量可多於四個傳感器。例如，在替換實施例中，可在鍋爐系統12中設置CO傳感器庫。如所示的，CO傳感器94、96、98、99設置在鍋爐系統12的後通道部42中。應注意在替換實施例中，CO傳感器可設置在鍋爐系統12中的多個其它位置。例如，CO傳感器可設置在鍋爐系統12的出口平面。
提供溫度傳感器110、112、114、115以產生分別指示鍋爐系統12中第一、第二、第三和第四位置處的溫度水平的信號(TEMP1)、(TEMP2)、(TEMP3)、(TEMP4)。應注意在替換實施例中，鍋爐系統12中的傳感器的數目可多於四個溫度傳感器。例如，在替換實施例中，鍋爐系統12中可設置溫度傳感器庫。如所示的，溫度傳感器110、112、114、115設置在鍋爐系統12的爐子出口平面部42中。應注意的是在替換實施例中，溫度傳感器可設置在鍋爐系統12中的多個其他位置處。例如，溫度傳感器可設置在鍋爐系統12的出口平面。
提供渣檢測傳感器116、118、120、121以產生分別指示鍋爐系統12中第一、第二、第三和第四位置處的渣的厚度的信號(SLAG1)、(SLAG2)、(SLAG3)、(SLAG4)。應注意在替換實施例中，鍋爐系統12中渣檢測傳感器的數目可多於4個渣檢測傳感器。例如，在替換實施例中，可在鍋爐系統12中設置渣檢測傳感器庫。如所述的，渣檢測傳感器116、118、120、121設置在鍋爐系統12的後通道部42中。應注意在替換實施例中，渣檢測傳感器可設置在鍋爐系統12的多個其它位置處。例如，渣檢測傳感器可設置在鍋爐系統12的出口平面。
提供質量流傳感器119以產生指示供給到管道59的一次空氣的量的(MAF1)信號，該信號由控制器122接收。
提供質量流傳感器117以產生指示供給到進氣歧管44和燃燒器以及通氣口的燃燒空氣的量的(MAF2)信號，該信號由控制器122接收。
提供煤流量傳感器123以產生指示供給到管道59的煤量的(CF)信號，該信號由控制器122接收。
渣減少化合物供給裝置125用於向燃燒器47、48、50、52供給預定量的渣減少化合物，從而減少鍋爐系統內預定位置處的渣的形成。裝置125包括與泵(未示出)耦合用於保存渣減少化合物的內部儲存器(未示出)。該泵響應來自控制器122的控制信號(S1)，從儲存器發送預定數量的渣減少化合物到一個或多個分別與燃燒器47、48、50、52流體耦合的管道150、152、154、156中。渣減少化合物可以包括減少和/或阻止鍋爐系統12內渣的形成的任何化學添加劑或化合物。在一個可選實施例中，渣減少化合物與燃料流中的渣形成介質(未燃碳氫化合物)反應，使得該形成介質具有更高的熔點，從而它們與鍋爐壁和過熱器管子的表面接觸時呈固態，並因此可以容易地從壁和管子上清除。進一步，渣變得更易碎或脆，從而可以容易地從壁和管子上清除。舊的渣沉積保持疏鬆並且不與鍋爐結構熔合，因此容易清除。也就是說，渣形成介質與渣減少化合物反應後，生成的化合物只能在高於爐內現有溫度的溫度下熔化。當生成的化合物不處於熔化狀態時，它們不具有粘性。因此將不會形成渣。當生成的化合物不再熔化時，它們也將不再具有腐蝕性。此外，存在一些能降低灰中未燃碳，同時也減小渣形成率的渣減少化合物。在一典型實施例中，渣減少化合物包括能提高未燃碳氫化合物的溶化溫度的熱活化矽酸鹽，例如商標為「FuelSolv」的鐵-鎂-鋁-矽酸鹽。
提供控制器122以產生控制信號，從而控制閥80、82、84、86、88的操作位置和促動器90、92，以在燃燒器47、48、50、52處獲得期望的A/F比和空氣-燃料質量流。而且，提供控制器122以產生用於控制輸送到燃燒器47、48、50、52的至少一個的渣減少化合物的量的控制信號(S1)。而且，提供控制器122以接收來自CO傳感器94、96、98、99的指示在第一、第二、第三、和第四位置處的CO水平的信號(CO1-CO4)，並從中確定CO水平。而且，提供控制器122以接收來自溫度傳感器110、112、114、115的指示在第一、第二、第三和第四位置處的溫度水平的信號(TEMP1-TEMP4)，並從中確定溫度水平。此外，提供控制器122以接收來自渣檢測傳感器116、118、120、121的指示在第一、第二、第三和第四位置處的渣厚度的信號(SLAG1-SLAG4)，並從中確定渣的厚度。控制器122包括中央處理器(CPU)130、只讀存儲器(ROM)132、隨機存取存儲器(RAM)134和輸入-輸出(I/O)接口136。當然，可利用任何其它常規類型的計算機存儲介質，例如包括快閃記憶體或類似物。CPU 30執行存儲在ROM 132和RAM 134中至少一個中的用於實現下面描述的控制方法論的軟體算法。
參照圖2，說明了由控制器122執行的軟體算法的方框圖。特別地，軟體算法包括燃燒器A/F比估算模塊170、基於質量流的影響因素圖172、空間A/F比估算模塊174和空間渣、溫度和CO估算模塊176。
提供燃燒器A/F比估算模塊170以計算燃燒器47、48、50、52的每一個的A/F比。特別地，模塊170根據供給到燃燒器47、48、50、52的一次空氣、二次空氣和三次空氣的量和由碎煤機22提供的煤量計算每個燃燒器的A/F比。
基於質量流的影響因素圖172包括使每個燃燒器的排氣的質量流與鍋爐系統12中第一、第二、第三和第四位置的每個位置相關聯的表。控制器122可利用基於質量流的影響因素圖172以確定哪些燃燒器主要影響鍋爐系統12中的特定位置。特別地，通過確定從一特定燃燒器到一特定位置的質量流的值大於閾值質量流的值，控制器122可確定該特定燃燒器主要影響鍋爐系統12中的該特定位置。
在一可選實施例中，基於質量流的影響因素圖172包括顯示百分比數值的表，其中該百分比數值表示從每個燃燒器流到第一、第二、第三和第四位置中每一位置的質量流百分比。控制器122可以通過確定與特定燃燒器和特定位置相關的百分比數值高於閾值百分比數值來確定特定燃燒器主要影響鍋爐系統12內的特定位置。例如，該表可能顯示第一位置的質量流的10％是來自燃燒器47。如果閾值百分比數值是5％，那麼控制器122將確定燃燒器47主要影響第一位置處的質量流。
基於質量流的影響因素圖172可使用鍋爐系統12的等溫物理模型和流體動力定標技術或鍋爐系統12的計算流體動力模型來確定。
提供空間A/F比估算模塊174以計算在鍋爐系統12中第一、第二、第三和第四位置的每個位置處的A/F比。特別地，模塊174利用與每個燃燒器相聯繫的A/F比和基於質量流的影響因素圖172來計算在鍋爐系統12中第一、第二、第三和第四位置的每一個位置處的A/F比。
提供空間渣、溫度和CO估算模塊176以計算每個燃燒器47、48、50、52在鍋爐系統12內第一、第二、第三和第四位置中每一位置處產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。特別地，模塊176利用第一、第二、第三和第四位置中每一位置處的空間A/F比來估算由每個燃燒器47、48、50、52在第一、第二、第三和第四位置處產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
參見圖3-11，現在將說明一種用於降低鍋爐系統12內預定區域的渣形成率的方法。該方法可以利用由控制器122執行的軟體算法式來實現。
在步驟190，多個溫度傳感器產生分別指示鍋爐系統12內第一多個位置處的溫度水平的第一多個信號。例如，溫度傳感器110、112、114、115可以分別產生分別指示鍋爐系統12內第一、第二、第三和第四位置處的溫度水平的信號(TEMP1)、(TEMP2)、(TEMP3)、(TEMP4)。
在步驟192，控制器122接收該第一多個信號，並確定與第一多個位置有關的多個溫度水平。例如，控制器122可以接收信號(TEMP1)、(TEMP2)、(TEMP3)、(TEMP4)，並確定分別與第一、第二、第三和第四位置有關的第一、第二、第三和第四溫度水平。
在步驟194，多個CO傳感器產生分別指示第一多個位置處的CO水平的第二多個信號。例如，CO傳感器94、96、98、99可以產生分別指示第一、第二、第三和第四位置處的CO水平的信號(CO1)、(CO2)、(CO3)、(CO4)。
在步驟196，控制器122接收該第二多個信號，並確定與第一多個位置有關的多個CO水平。例如，控制器122可以接收信號(CO1)、(CO2)、(CO3)、(CO4)，並確定分別與第一、第二、第三和第四位置有關的第一、第二、第三和第四CO水平。
在步驟198，多個渣檢測傳感器產生分別指示第一多個位置處的渣厚度水平的第三多個信號。例如，渣檢測傳感器116、118、120、121可以產生分別指示第一、第二、第三和第四位置的渣厚度水平的信號(SLAG1)、(SLAG2)、(SLAG3)、(SLAG4)。
在步驟200，控制器122接收該第三多個信號，並確定與第一多個位置有關的多個渣厚度水平。例如，控制器122可以接收信號(SLAG1)、(SLAG2)、(SLAG3)、(SLAG4)，並確定分別與第一、第二、第三和第四位置有關的第一、第二、第三和第四渣厚度水平。
在步驟202，空氣流傳感器119產生指示進入鍋爐系統12的一次空氣品質流的(MAF1)信號，該信號由控制器122接收。
在步驟203，空氣流傳感器117產生指示進入進氣歧管44的燃燒空氣品質流的(MAF2)信號，該信號由控制器122接收。燃燒空氣品質流包括由燃燒器接收的二次空氣和三次空氣以及由通氣口53接收的過度燃燒空氣。
在步驟204，煤流量傳感器123產生指示進入鍋爐系統12的煤量(例如，總的工廠用煤流量)的(CF)信號，該信號由控制器122接收。當然，在可選實施例中，由每個燃燒器接收的煤量可以使用設置在每個燃燒器中或與每個燃燒器流動連通的煤流量傳感器來計算或監測。
在步驟206，控制器122基於(MAF1)信號、(MAF2)信號和(CF)信號，執行燃燒器A/F比估算模塊170，以確定在鍋爐系統內第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比。例如，控制器122可以基於(MAF1)信號、(MAF2)信號和(CF)信號，執行燃燒器A/F比估算模塊170，以確定燃燒器47、48、50、52的A/F比。
在步驟208，控制器122確定(i)包括第一多個位置的一個子集的第二多個位置是否有高於閾值渣厚度水平的渣厚度水平、高於閾值溫度水平的溫度水平和高於閾值CO水平的CO水平，以及(ii)包括第一多個位置的另一個子集的第三多個位置是否有低於或等於閾值渣厚度水平的渣厚度水平、低於或等於閾值溫度水平的溫度水平和低於或等於閾值CO水平的CO水平。如果步驟208的值為「是」，該方法進入步驟210。否則，該方法進入步驟222。
在步驟210，控制器122執行空間A/F比估算模塊174，其中模塊174基於第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172以估算第二多個位置中每一位置處的A/F比，並且確定主要影響第二多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的子集的第二多個燃燒器。例如，控制器122可以執行模塊174，其中模塊174基於燃燒器47、48、50、52中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172以確定第一和第二位置處的A/F比。而且，例如，控制器122可以確定燃燒器47、48主要影響在鍋爐系統12內第一和第二位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平。
在步驟212，控制器122基於相應位置的估算的A/F比，執行空間渣、溫度和CO估算模塊176，以估算在鍋爐系統內第二多個位置中的每一位置處由第一多個燃燒器中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。例如，控制器122可以基於第一和第二位置處的A/F比，執行模塊176，以估算在鍋爐系統12內第一和第二位置處由燃燒器47、48、50、52中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
在步驟214，控制器122基於在第二多個位置中每一位置處的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，提高第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比，以降低第二多個位置處的渣形成率。例如，控制器122可以基於在鍋爐系統12內第一和第二位置處由燃燒器47、48、50、52產生的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，提高燃燒器47、48中至少一個燃燒器的A/F比。在一典型實施例中，控制器122通過降低進入燃燒器47、48中至少一個燃燒器的燃料質量流來提高A/F比，同時維持或降低供應給燃燒器47、48中至少一個燃燒器的空氣品質流。
在步驟216，控制器122執行空間A/F比估算模塊174，其中模塊174基於第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172來估算第三多個位置中每一位置處的A/F比，並且確定主要影響第三多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的子集的第三多個燃燒器。例如，控制器122可以執行模塊174，其中模塊174基於燃燒器47、48、50、52中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172來估算第三和第四位置處的A/F比。而且，例如，控制器122可以確定燃燒器50、52主要影響在鍋爐系統12內第三和第四位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平。
在步驟218，控制器122基於相應位置的估算的A/F比，執行空間渣、溫度和CO估算模塊176，以估算在鍋爐系統內第三多個位置中的每一位置處由第一多個燃燒器中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。例如，控制器122可以基於第三和第四位置處的A/F比，執行模塊176，以估算在鍋爐系統12內第三和第四位置處由燃燒器47、48、50、52產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
在步驟220，控制器122基於第三多個位置中每一位置處的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，降低第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比。例如，控制器122可以基於在鍋爐系統12內第三和第四位置處由燃燒器47、48、50、52產生的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，降低燃燒器50、52中至少一個燃燒器的A/F比。在一典型實施例中，控制器122通過降低進入燃燒器50、52中至少一個燃燒器的空氣品質流來降低A/F比，同時維持或降低供應給燃燒器50、52中至少一個燃燒器的燃料質量流。
在步驟222，控制器122確定(i)包括第一多個位置的一個子集的第四多個位置是否具有高於閾值渣厚度水平的渣厚度水平、高於閾值溫度水平的溫度水平和低於或等於閾值CO水平的CO水平，以及(ii)包括第一多個位置的另一個子集的第五多個位置是否具有低於或等於閾值渣厚度水平的渣厚度水平、低於或等於閾值溫度水平的溫度水平和高於閾值CO水平的CO水平。如果步驟222的值為「是」，該方法進入步驟224。否則，該方法進入步驟236。
在步驟224，控制器122執行空間A/F比估算模塊170，其中模塊170基於第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172來估算第四多個位置中每一位置處的A/F比，並且確定主要影響第四多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的子集的第四多個燃燒器。
在步驟226，控制器122基於相應位置處的估計A/F比，執行空間渣、溫度和CO估算模塊176，以估算在鍋爐系統12內第四多個位置中的每一位置處由第一多個燃燒器中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
在步驟228，控制器122基於在第四多個位置中每一位置處的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，降低第四多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比以及第四多個燃燒器中至少一個燃燒器的空氣-燃料質量流，以降低第四多個位置處的渣形成率。
在步驟230，控制器122執行空間A/F比估算模塊174，其中模塊174基於第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172來估算第五多個位置中每一位置處的A/F比，並且確定主要影響第五多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的子集的第五多個燃燒器。
在步驟232，控制器122基於相應位置處的估計A/F比，執行空間渣、溫度和CO估算模塊176，以估算在鍋爐系統12內第五多個位置中的每一位置處由第一多個燃燒器中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
在步驟234，控制器122基於第五多個位置中每一位置處的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，提高第五多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比以及第五多個燃燒器中至少一個燃燒器的空氣-燃料質量流。
在步驟236，控制器122確定(i)包括第一多個位置的一個子集的第六多個位置是否具有高於閾值渣厚度水平的渣厚度水平、低於或等於閾值溫度水平的溫度水平和高於閾值CO水平的CO水平，以及(ii)包括第一多個位置的另一個子集的第七多個位置是否具有低於或等於閾值渣厚度水平的渣厚度水平、高於閾值溫度水平的溫度水平和低於或等於閾值CO水平的CO水平。如果步驟236的值為「是」，該方法進入步驟238。否則，該方法進入步驟250。
在步驟238，控制器122執行空間A/F比估算模塊174，其中模塊174基於第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172以估算第六多個位置中每一位置處的A/F比，並且確定主要影響第六多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的子集的第六多個燃燒器。
在步驟240，控制器122基於相應位置處的估算的A/F比，執行空間渣、溫度和CO估算模塊176，以估算在鍋爐系統12內第六多個位置中的每一位置處由第一多個燃燒器中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
在步驟242，控制器122基於第六多個位置中每一位置處的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，提高第六多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比，以降低第六多個位置處的渣形成率。
在步驟244，控制器122執行空間A/F比估算模塊174，其中模塊174基於第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172以估算第七多個位置中每一位置處的A/F比，並且確定主要影響第七多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的子集的第七多個燃燒器。
在步驟246，控制器122基於相應位置的估算的A/F比，執行空間渣、溫度和CO估算模塊176，以估算在鍋爐系統12內第七多個位置中的每一位置處由第一多個燃燒器中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
在步驟248，控制器122基於第七多個位置中每一位置處的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，降低第七多個燃燒器中至少一個燃燒器的至少一個A/F比。
在步驟250，控制器122確定(i)包括第一多個位置的一個子集的第八多個位置是否具有高於閾值渣厚度水平的渣厚度水平、低於或等於閾值溫度水平的溫度水平和低於或等於閾值CO水平的CO水平，以及(ii)包括第一多個位置的另一個子集的第九多個位置是否具有低於或等於閾值渣厚度水平的渣厚度水平、高於閾值溫度水平的溫度水平和高於閾值CO水平的CO水平。如果步驟250的值為「是」，該方法進入步驟252。否則，該方法進入步驟264。
在步驟252，控制器122執行空間A/F比估算模塊174，其中模塊174基於第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172以估算第八多個位置中每一位置處的A/F比，並且確定主要影響第八多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的一個子集的第八多個燃燒器。
在步驟254，控制器122基於相應位置處的估算的A/F比，執行空間渣、溫度和CO估算模塊176，以估算在鍋爐系統12內第八多個位置中的每一位置處由第一多個燃燒器中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
在步驟256，控制器122基於第八多個位置中每一位置處的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，降低第八多個燃燒器中至少一個燃燒器的至少一個空氣-燃料質量流以及第八多個燃燒器中至少一個燃燒器的燃料質量流，以降低第八多個位置處的渣形成率。
在步驟258，控制器122執行空間A/F比估算模塊174，其中模塊174基於第一多個燃燒器中每一個燃燒器的A/F比，利用基於質量流的影響因素圖172以估算第九多個位置中每一位置處的A/F比，並且確定主要影響第九多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的子集的第九多個燃燒器。
在步驟260，控制器122基於相應位置處的估算的A/F比，執行空間渣、溫度和CO估算模塊176，以估算在鍋爐系統內第九多個位置中的每一位置處由第一多個燃燒器中每一個燃燒器產生的渣厚度水平、熱能量和CO水平。
在步驟262，控制器122基於第九多個位置中每一位置處的估算的渣厚度水平、熱能量和CO水平，提高第九多個燃燒器中至少一個燃燒器的至少一個空氣-燃料質量流以及第九多個燃燒器中至少一個燃燒器的燃料質量流。
在步驟264，控制器122確定(i)鍋爐系統12是否具有渣減少化合物供給裝置，以及(ii)包括第一多個位置的一個子集的第十多個位置是否具有高於閾值渣厚度水平的渣厚度水平。如果步驟264的值為「是」，該方法進入步驟266。否則，該方法返回步驟190。
在步驟266，控制器122執行空間A/F比估算模塊174，其中模塊174利用基於質量流的影響因素圖172以確定主要影響第十多個位置處的渣厚度水平、溫度水平和CO水平的包括第一多個燃燒器的子集的第十多個燃燒器。
在步驟268，控制器122促使渣減少化合物供給裝置125向第十多個燃燒器供應渣減少化合物，用於減小第十多個位置處的渣形成率。在步驟268之後，該方法返回步驟190。
該用於減少鍋爐系統內預定位置處的渣形成率的發明系統和方法提供了優於其他系統和方法的實質性優點。具體地，這些實施例提供了一種調節供給預定燃燒器的A/F比、空氣-燃料質量流、燃料質量流和渣減少化合物中的至少一個，以降低鍋爐系統內預定位置處的渣形成率的技術效果。
上述方法可以實現為電腦程式代碼的形式，其包含實現在有形的介質，例如軟盤、CD ROM、硬碟或任何其它計算機可讀存儲介質中的指令，其中，當電腦程式代碼由計算機載入並執行時，該計算機成為實現本發明的設備。
儘管本發明參照典型實施例進行描述，但是本領域技術人員可以理解，在不背離本發明的範圍的情況下，可以作出各種變化和元件等效替換。另外，在不背離本發明範圍的情況下，根據本發明的教導，可以作出許多改進以適應特定情況。因而，本發明不局限於用於實施本發明公開的實施例，本發明包括所有落入預計的權利要求範圍的實施方式。而且，術語第一、第二等的使用並不表示任何重要性的次序，而是使用術語第一、第二等以區別不同元件。
部件列表發電系統10鍋爐系統12控制系統13渦輪發電機14輸送機16料倉18給煤機20碎煤機22空氣源24煙囪28爐子40後通道部42進氣歧管44節流閥45、46
燃燒器47、48、50、52通氣口53管道59、60、62、64、66、68同心設置的管子70、72、74閥75、77線圈閥80、82、84、86、88燃燒空氣促動器90過度燃燒空氣促動器92CO傳感器94、96、98、99溫度傳感器110、112、114、115渣檢測傳感器116、118、120、121空氣品質流傳感器117、119控制器122煤流量傳感器123渣減少化合物供給裝置125中央處理器(CPU)130隻讀存儲器(ROM)132隨機訪問存儲器(RAM)134輸入-輸出(I/O)接口136管道150、152、154、156基於質量流的影響因素圖172空間A/F比估算模塊174CO估算模塊17權利要求
1.一種用於降低鍋爐系統(12)內預定位置的渣形成率的方法，該鍋爐系統(12)具有設置於其中的第一多個燃燒器(47、48、50、52)、多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)、多個溫度傳感器(110、112、114、115)和多個CO傳感器(94、96、98、99)，該方法包括接收來自設置在鍋爐系統(12)內的多個溫度傳感器(110、112、114、115)的第一多個信號；基於該第一多個信號確定鍋爐系統(12)內第一多個位置處的多個溫度水平；接收來自設置在鍋爐系統(12)內的多個CO傳感器(94、96、98、99)的第二多個信號；基於該第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平；接收來自設置在鍋爐系統(12)內的渣檢測傳感器(116、118、120、121)的第三多個信號；基於該第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平；確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個位置，該第二多個位置是第一多個位置的子集；確定在鍋爐系統(12)內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個燃燒器，該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器(47、48、50、52)的子集；以及提高第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比，以降低第二多個位置處的渣形成率。
2.如權利要求1所述的方法，其中，確定第二多個燃燒器包括訪問基於質量流的影響因素圖(172)，其指示在第二多個位置的每個位置處的來自第一多個燃燒器(47，48，50，52)的每個燃燒器的空氣-燃料質量流或百分比質量流；以及從第一多個燃燒器(47，48，50，52)中識別具有大於預定值的空氣-燃料質量流或百分比質量流的燃燒器，以確定第二多個燃燒器。
3.如權利要求1所述的方法，其中，增加第二多個燃燒器的至少一個燃燒器中的A/F比包括，減少進入第二多個燃燒器的至少一個燃燒器的燃料質量流，同時維持或減少輸送到第二多個燃燒器的至少一個燃燒器的空氣品質流。
4.如權利要求1所述的方法，進一步包括確定渣厚度水平低於或等於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平或者CO水平低於或等於閾值CO水平的第三多個位置，該第三多個位置是第一多個位置的子集；確定在鍋爐系統(12)內促使第三多個位置的渣厚度水平低於或等於閾值渣厚度水平、溫度水平低於或等於閾值溫度水平或者CO水平低於或等於閾值CO水平的第三多個燃燒器，該第三多個燃燒器是第一多個燃燒器(47、48、50、52)的子集；以及降低第三多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比。
5.如權利要求4所述的方法，其中，減少第三多個燃燒器的至少一個燃燒器的A/F比包括，減少進入第三多個燃燒器的至少一個燃燒器的空氣品質流，同時維持或減少輸送到第三多個燃燒器的至少一個燃燒器的燃料質量流。
6.一種用於降低鍋爐系統(12)內預定位置的渣形成率的控制系統(13)，該鍋爐系統(12)具有第一多個燃燒器(47、48、50、52)，該控制系統(13)包括設置在鍋爐系統(12)內的多個溫度傳感器(110、112、114、115)，該多個溫度傳感器配置成產生指示鍋爐系統(12)內第一多個位置處的溫度水平的第一多個信號；設置在鍋爐系統(12)內的多個CO傳感器(94、96、98、99)，該多個CO傳感器(94、96、98、99)配置成產生指示鍋爐系統(12)內第一多個位置處的CO水平的第二多個信號；設置在鍋爐系統(12)內的多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)，該多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)配置成產生指示鍋爐系統(12)內第一多個位置處的渣厚度的第三多個信號；以及可操作地與多個溫度傳感器(110、112、114、115)、多個CO傳感器(94、96、98、99)和多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)耦合的控制器(122)，該控制器(122)配置成基於第一多個信號確定第一多個位置處的多個溫度水平，該控制器(122)進一步配置成基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平，該控制器(122)進一步配置成基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平，該控制器(122)進一步配置成確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個位置，該第二多個位置是第一多個位置的子集，該控制器(122)進一步配置成確定在鍋爐系統(12)內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平高於閾值CO水平的第二多個燃燒器，該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器(47、48、50、52)的子集，該控制器(122)進一步配置成提高第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的A/F比，以降低第二多個位置處的渣形成率。
7.一種用於降低鍋爐系統(12)內預定位置的渣形成率的方法，該鍋爐系統(12)具有設置於其中的第一多個燃燒器、多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)、多個溫度傳感器(110、112、114、115)和多個CO傳感器(94、96、98、99)，該方法包括接收來自設置在鍋爐系統(12)內的多個溫度傳感器(110、112、114、115)的第一多個信號；基於第一多個信號確定鍋爐系統(12)內第一多個位置處的多個溫度水平；接收來自設置在鍋爐系統(12)內的多個CO傳感器(94、96、98、99)的第二多個信號；基於第二多個信號確定第一多個位置處的多個CO水平；接收來自設置在鍋爐系統(12)內的多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)的第三多個信號；基於第三多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平；確定渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個位置，該第二多個位置是第一多個位置的子集；確定在鍋爐系統(12)內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平、溫度水平高於閾值溫度水平以及CO水平低於或等於閾值CO水平的第二多個燃燒器，該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器(47、48、50、52)的子集；以及降低第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的至少一個A/F比和進入第二多個燃燒器中至少一個燃燒器的空氣-燃料質量流，以降低第二多個位置處的渣形成率。
8.如權利要求7所述的方法，其中，確定第二多個燃燒器包括訪問基於質量流的影響因素圖(172)，其指示在第二多個位置的每個位置處的來自第一多個燃燒器(47，48，50，52)的每個燃燒器的空氣-燃料質量流或百分比質量流；以及從第一多個燃燒器(47，48，50，52)中識別具有大於預定值的空氣-燃料質量流或百分比質量流的燃燒器，以確定第二多個燃燒器。
9.一種用於降低鍋爐系統(12)內預定位置的渣形成率的方法，該鍋爐系統(12)具有第一多個燃燒器(47、48、50、52)、多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)，該方法包括接收來自設置在鍋爐系統(12)內的多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)的第一多個信號；基於第一多個信號確定鍋爐系統(12)內第一多個位置處的多個渣厚度水平；確定在鍋爐系統(12)內渣厚度水平高於閾值渣厚度水平的第二多個位置，該第二多個位置是第一多個位置的子集；確定在鍋爐系統(12)內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平的第二多個燃燒器，該第二多個燃燒器是第一多個燃燒器(47、48、50、52)的子集；以及向第二多個燃燒器供應渣減少化合物，以降低第二多個位置處的渣形成率。
10.一種用於降低鍋爐系統(12)內預定位置的渣形成率的控制系統(13)，該鍋爐系統(12)具有第一多個燃燒器(47、48、50、52)，該控制系統(13)包括設置在鍋爐系統(12)內的多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)，該多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)配置成產生指示鍋爐系統(12)內第一多個位置處的渣厚度的第一多個信號；以及可操作地與多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)耦合的控制器(122)，該控制器(122)進一步配置成基於第一多個信號確定第一多個位置處的多個渣厚度水平，該控制器(122)進一步配置成確定在鍋爐系統(12)內渣厚度水平高於閾值渣厚度水平的第二多個位置，該第二多個位置是第一多個位置的子集，該控制器(122)進一步配置成確定在鍋爐系統(12)內促使第二多個位置的渣厚度水平高於閾值渣厚度水平的第二多個燃燒器，該第二多個燃燒器是第一燃燒器(47、48、50、52)的子集，該控制器(122)進一步配置成促使第一裝置向第二多個燃燒器供應渣減少化合物，用於降低第二多個位置處的渣形成率。
全文摘要
本發明提供了一種用於降低鍋爐系統(12)內預定位置的渣形成率的系統和方法。鍋爐系統(12)具有設置於其中的第一多個燃燒器(47、48、50、52)、多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)、多個溫度傳感器(110、112、114、115)和多個CO傳感器(94、96、98、99)。該系統利用多個渣檢測傳感器(116、118、120、121)確定鍋爐系統(12)內具有相對較高的渣厚度水平的位置，然後利用來自多個渣檢測傳感器、多個溫度傳感器(110、112、114、115)和多個CO傳感器(94、96、98、99)的信號，調節影響那些位置的燃燒器的A/F比或質量流，或向影響那些位置的燃燒器中加入渣減少添加劑，以降低那些位置處的渣形成率。
文檔編號F23N5/02GK101033851SQ20061013098
公開日2007年9月12日 申請日期2006年11月30日 優先權日2005年11月30日
發明者N·C·韋默, A·V·塔沃爾 申請人:通用電氣公司