[发明专利]用于在发电站中优化燃烧的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于在发电站的燃烧室中优化燃料燃烧的设备和方法，其中，在该燃烧室中测量物质的实际浓度分布和/或实际温度分布。

在发电站中，基本的目标是，在发电站燃烧室内，尽可能大面积地例如为具有10米×10米正方形基面的锅炉监测正在发生的燃料，以便能够从中推导出为优化燃烧过程必要的参数。

因此，作为方法已知吸收光谱法。作为替代的测量技术已知声波测温技术。通过吸收光谱或声波测温技术只能够测量锅炉室或燃烧室中谱线的均值。

为了从发电站的燃烧室不同部位处测得的均值中算出在燃烧室一个平面内的温度分布和浓度分布，已知CAT测量技术(计算机辅助断层摄影)。

本发明所要解决的技术问题是提供一种进一步优化发电站中的燃烧的方法。

该技术问题按本发明通过一种按权利要求1的方法、一种按权利要求5的方法、一种按权利要求9的设备和一种按权利要求10的设备解决。各有利的扩展方案在各从属权利要求中说明。

按本发明用于在发电站的燃烧室中优化燃料燃烧的方法包括步骤：在燃烧室中测量物质在至少一个维度上的实际浓度分布，评估实际浓度分布并且控制燃料的燃烧，使得物质在至少一个维度上形成对称的浓度分布。

作为替代或补充，按本发明用于在发电站的燃烧室中优化燃料燃烧的方法包括步骤：在燃烧室中测量物质在至少一个维度上的实际温度分布，评估实际温度分布并且控制燃料的燃烧，使得在至少一个维度上形成对称的温度分布。

在按本发明的方法中尤其在评估时，算出至少一个表示实际浓度分布和/或实际温度分布的对称性的特征数并且在控制时根据至少一个特征数改变至少一个控制参数。

相应地，按本发明用于在发电站的燃烧室中优化燃料燃烧的设备包括一个用于在发电站燃烧室中测量物质在至少一个维度上的实际浓度分布的装置、一个用于评估该实际浓度分布的装置和一个用于使物质在至少一个维度上形成对称浓度分布地控制燃料燃烧的装置。

作为替代或补充，按本发明用于在发电站的燃烧室中优化燃料燃烧的设备包括一个用于在燃烧室中测量在至少一个维度上的实际温度分布的装置、一个用于评估实际温度分布的装置和一个用于使物质在至少一个维度上形成对称温度分布地控制燃料燃烧的装置。

在按本发明方法的第一种有利的扩展设计中，在所述测量时测量二维的浓度分布和/或温度分布，并且在所述评估时由该二维的浓度分布和/或温度分布测定至少一个一维的浓度分布或温度分布。

在按本发明方法的另一种有利的扩展设计中，在评估时将实际浓度分布和/或温度分布分解成多个区段并且这样控制燃烧，使得在各区段中都形成对称的浓度分布和/或温度分布。

换言之，按本发明基于已知的测量技术，获得至少一种物质的至少一维的，优选二维的浓度和/或温度分布。从这样测得的分布中算出一些沿数轴或沿轴段的一维或数学的分布或曲线。对于这些分布算出优选一些表明或表示数学分布对称性或不对称性(倾斜度)的特征数。根据这些特征数调节适宜的执行元件，例如煤的给料机或空气调节闸板，使得形成沿各轴对称的分布。当沿轴存在多个数学分布时，所观察到的轴分成适宜的轴段并且之后对每个轴段进行上述的优化。

通过所述按本发明的方法步骤和所属设备，可以在自动匹配控制参数的情况下实现很大程度上的均匀燃烧并因此实现产生很少有害物质的燃烧。

以下根据示意性的附图进一步阐述按本发明的解决方案的实施例。在附图中：

图1是按本发明设备的一个实施例，

图2是按本发明的方法的一个实施例以及

图3是以灰度梯度显示按本发明优化之前和之后在按图1的设备的测量平面中CO和O₂分布的图像。

在图1中示出未进一步阐明的煤电站的燃烧室10，当煤电站运行时煤火在该燃烧室10中燃烧。在此，在该燃烧室10中有燃料(煤及其所生可燃气体)、火焰11以及废气。

在燃烧室10中设置两个测量平面12、14，在它们的边缘处分别具有相互间隔的测量仪器16。每两个所述测量仪器16可实现在所属测量平面12或14中进行线形测量，其中，可以借助这些测量仪器16和所属的评估装置18测量例如物质CO(一氧化碳)和O₂(氧气)的浓度。

此外，通过测量仪器16和评估装置18可以测量所属测量平面12或14的温度分布。在此，这种测量基于测量技术和CAT计算的结合。