一種煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及大型燃煤電廠(chǎng)的鍋爐燃燒技術(shù)和設(shè)備，具體的是一種可以進(jìn)行煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析和預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)。通過(guò)在鍋爐外壁上設(shè)置鍋爐煙氣采集反吹單元，將鍋爐內(nèi)的煙氣樣本進(jìn)行采集，并輸送到鍋爐外連接的預(yù)測(cè)分析單元中，可對(duì)鍋爐燃燒情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和預(yù)測(cè)。由于對(duì)鍋爐采用了三層式多角度的采集結(jié)構(gòu)，從而對(duì)鍋爐內(nèi)的參數(shù)采數(shù)據(jù)能夠平均且精準(zhǔn)，從而為下一步優(yōu)化鍋爐燃燒方案提供有力參照數(shù)據(jù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及大型燃煤電廠(chǎng)的鍋爐燃燒技術(shù)和設(shè)備，具體的是一種可以進(jìn)行煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析和預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，我國(guó)電力行業(yè)正在由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制逐步向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制過(guò)渡，發(fā)電企業(yè)一方面面臨廠(chǎng)網(wǎng)分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，另一方面由于能源緊張導(dǎo)致煤價(jià)上漲，進(jìn)一步加大了發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此發(fā)電企業(yè)迫切要求挖掘機(jī)組運(yùn)行的潛力，提高機(jī)組運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。同時(shí)，隨著國(guó)家對(duì)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(shù)也是電廠(chǎng)當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)。由于鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)能夠有效提高機(jī)組運(yùn)行效率，降低發(fā)電成本，并能夠降低鍋爐氮氧化物排放，因此得到發(fā)電企業(yè)的普遍關(guān)注。
[0003]對(duì)我國(guó)的大部分火力發(fā)電廠(chǎng)而言，由于煤種變化大，燃用煤質(zhì)普遍較差，再加之鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，設(shè)備改造、變負(fù)荷運(yùn)行、熱力實(shí)驗(yàn)間隔時(shí)間長(zhǎng)等原因，存在鍋爐燃燒達(dá)不到最佳的現(xiàn)象，因此迫切需要通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行，在一定范圍內(nèi)提高機(jī)組安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性會(huì)K。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型是針對(duì)【背景技術(shù)】中所述的大型火力發(fā)電站鍋爐燃燒技術(shù)和設(shè)備存在的問(wèn)題，提出的一種煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)。通過(guò)本實(shí)用新型設(shè)備裝置可在線(xiàn)檢測(cè)鍋爐燃燒的重要參數(shù)，包括:負(fù)荷、煤質(zhì)、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、煙氣、氧量、排煙溫度、煙氣排放物等，然后運(yùn)用現(xiàn)代仿真技術(shù)，結(jié)合燃燒學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，建立真實(shí)鍋爐物理仿真模型，結(jié)合鍋爐燃燒運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)，建立鍋爐運(yùn)行工況，利用預(yù)測(cè)控制等技術(shù)對(duì)控制設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化，提出一種全新優(yōu)化控制模式，提供一個(gè)對(duì)鍋爐多目標(biāo)性能優(yōu)化的實(shí)時(shí)在線(xiàn)分析系統(tǒng)，給出鍋爐運(yùn)行中燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化空間和最具優(yōu)化潛力的參數(shù)，從而達(dá)到提高鍋爐機(jī)組經(jīng)濟(jì)性、安全性和環(huán)保性能的目的。
[0005]具體的技術(shù)方案如下:
[0006]一種煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括了 4個(gè)采樣反吹單元、4個(gè)分析預(yù)處理控制單元和鍋爐；
[0007]所述的采樣反吹單元包括3個(gè)鍋爐煙氣采樣器和3根采樣加熱管線(xiàn)；
[0008]所述4個(gè)采樣反吹單元分別通過(guò)法蘭安裝固定于鍋爐前、后、左、右的爐膛外壁，使得前、后對(duì)稱(chēng)，左、右對(duì)稱(chēng)，并且每個(gè)采樣反吹單元中的3個(gè)鍋爐煙氣采樣器在縱向上，呈直線(xiàn)對(duì)齊分布，互相間距離相等，形成采樣器組；
[0009]所述分析預(yù)處理單元包括預(yù)處理控制器、分析控制柜和分析儀表；每組鍋爐煙氣采樣器組均通過(guò)采樣加熱管線(xiàn)連接到分析預(yù)處理控制單元中的預(yù)處理控制器；分析儀表和預(yù)處理控制組件采用螺紋方式固定安裝于分析控制柜內(nèi)。
[0010]所述鍋爐煙氣采樣器通過(guò)法蘭連接固定于鍋爐爐膛外壁，從鍋爐水冷壁鰭片處開(kāi)孔采集鍋爐原煙氣，而分析儀表和預(yù)處理控制組件固定安裝于分析控制柜內(nèi)的機(jī)架上。
[0011]所述分析控制柜為邊長(zhǎng)為1.5m的立方體結(jié)構(gòu)，且設(shè)有單扇開(kāi)關(guān)門(mén)和排風(fēng)扇。
[0012]所述采樣加熱管線(xiàn)外層包括有管道或線(xiàn)纜套殼。
[0013]有益效果:
[0014]1.本實(shí)用新型提出的煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，能夠應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)大型火力發(fā)電鍋爐設(shè)備燃料質(zhì)量多變的情況，完成多角度對(duì)鍋爐內(nèi)煤炭燃燒參數(shù)，如:煤質(zhì)、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、煙氣、氧量、排煙溫度、煙氣排放物等參數(shù)的搜集，精準(zhǔn)測(cè)量鍋爐燃燒飛灰含碳數(shù)據(jù)，為下一步的鍋爐優(yōu)化配置方案提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。
[0015]2.本實(shí)用新型提出的煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)立四個(gè)單獨(dú)的四組采集單元，使得連接加熱管線(xiàn)距離縮短，鍋爐系統(tǒng)整體反映速度獲得大幅提高，并且每個(gè)采集單元可進(jìn)行單獨(dú)維護(hù)，降低了維護(hù)成本和難度。
[0016]3.本實(shí)用新型提出的煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，采用加熱管線(xiàn)作為連接媒介，能夠降低樣本水分和灰塵含量，有效提高采集樣本的質(zhì)量和速度，避免加熱不均勻和冷溫段出現(xiàn)導(dǎo)致的管路堵塞情況，并且加熱管線(xiàn)重量輕、彎曲半徑小、安裝靈活。
[0017]4.基于本實(shí)用新型提出的煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，可基于采集到的參數(shù)，進(jìn)行多目標(biāo)鍋爐運(yùn)行優(yōu)化控制，以及用于鍋爐機(jī)組負(fù)荷大范圍快速變化中的燃燒優(yōu)化實(shí)現(xiàn)算法。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本實(shí)用新型的技術(shù)方案更加清晰明確，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0020]如圖1所述的一種煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括4個(gè)采樣反吹單元11、12、13、14 ;4個(gè)分析預(yù)處理控制單元21、22、23、24和鍋爐30。
[0021]所述的采樣反吹單元包括了 3個(gè)鍋爐煙氣采樣器、3根采樣加熱管線(xiàn)，例如:所述的采樣反吹單元11包括了 3個(gè)鍋爐煙氣采樣器111、3根采樣加熱管線(xiàn)112。
[0022]所述分析預(yù)處理單元包括預(yù)處理控制器、分析控制柜和分析儀表。
[0023]在安裝采樣反吹單元時(shí)，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(gè)互相距離平均的采樣點(diǎn)，共計(jì)12個(gè)采樣點(diǎn)用于安裝鍋爐煙氣采樣器，而縱向最接近的3個(gè)鍋爐煙氣采樣器為一組，形成鍋爐煙氣采樣器組。
[0024]所述鍋爐煙氣采樣器組通過(guò)法蘭連接固定于鍋爐30的爐膛外壁，從鍋爐的水冷壁鰭片處開(kāi)孔采集鍋爐原煙氣，而分析儀表和預(yù)處理控制組件固定安裝于分析控制柜內(nèi)的機(jī)架上。
[0025]所述分析控制柜為邊長(zhǎng)1.5m的立方體結(jié)構(gòu)，且設(shè)有單扇開(kāi)關(guān)門(mén)和排風(fēng)扇，能夠方便儀器設(shè)備的安裝固定和通風(fēng)防塵。
[0026]在采樣加熱管線(xiàn)外層包括有管道或線(xiàn)纜套殼能夠有效支撐加熱管線(xiàn)，并對(duì)提升采集穩(wěn)定性有一定幫助。在上述的實(shí)施方案中，所述鍋爐30采用的是型號(hào)為YGL-立式燃煤鍋爐。煙氣采樣器為型號(hào)6888直插式分析儀。預(yù)處理控制器為型號(hào)為3051TG1F2B21AS1E5Q4M5 的 PLC。
[0027]通過(guò)科學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，采用本方案進(jìn)行鍋爐燃燒參數(shù)采集，單個(gè)測(cè)點(diǎn)的采集時(shí)間(lmin，整個(gè)鍋爐爐膛12個(gè)點(diǎn)煙氣采樣預(yù)處理分析完成時(shí)間< 15min，整個(gè)鍋爐系統(tǒng)加熱管線(xiàn)距離短，反應(yīng)速度快，獨(dú)立單元維護(hù)方便。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括了 4個(gè)采樣反吹單元、4個(gè)分析預(yù)處理控制單元和鍋爐； 所述的采樣反吹單元包括3個(gè)鍋爐煙氣采樣器和3根采樣加熱管線(xiàn)； 所述4個(gè)采樣反吹單元分別通過(guò)法蘭安裝固定于鍋爐前、后、左、右的爐膛外壁，使得前、后對(duì)稱(chēng)，左、右對(duì)稱(chēng)，并且每個(gè)采樣反吹單元中的3個(gè)鍋爐煙氣采樣器在縱向上，呈直線(xiàn)對(duì)齊分布，互相間距離相等，形成采樣器組； 所述分析預(yù)處理單元包括預(yù)處理控制器、分析控制柜和分析儀表；每組鍋爐煙氣采樣器組均通過(guò)3根采樣加熱管線(xiàn)連接到I個(gè)分析預(yù)處理控制單元中的預(yù)處理控制器；分析儀表和預(yù)處理控制組件采用螺紋方式固定安裝于分析控制柜內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述鍋爐水冷壁鰭片處開(kāi)有采集孔，使得煙氣采樣器組能從鍋爐采集鍋爐原煙氣。
3.如權(quán)利要求1所述的煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述分析控制柜為邊長(zhǎng)為1.5m的立方體結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述采樣加熱管線(xiàn)外層包括有管道或線(xiàn)纜套殼。
5.如權(quán)利要求3所述的煙氣在線(xiàn)多點(diǎn)采集分析預(yù)測(cè)鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述分析控制柜設(shè)有單扇開(kāi)關(guān)門(mén)和排風(fēng)扇。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK204215253SQ201420674858
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】黃賢明, 程傳良, 梁紹華 申請(qǐng)人:南京銘彥科技有限公司