[发明专利]用于减少炉渣形成的优化系统和方法

说明书

公开了用于减少炉渣形成的优化系统和方法以及发电系统。该优化系统包括锅炉、多个温度传感器、多个CO传感器和控制器。锅炉包括多个燃烧器及用于从锅炉排出尾部烟气的排气口。多个温度传感器与锅炉内的多个锅炉子区域通讯以用于感知多个锅炉子区域的温度。多个CO传感器与邻近排气口的多个排气子区域通讯以用于感知通过多个排气子区域离开锅炉的尾部烟气中的CO含量。每一个锅炉子区域与至少一个排气子区域相关联。控制器基于多个锅炉子区域中所感知的温度、多个排气子区域中所感知的CO含量以及多个锅炉子区域和多个排气子区域间的关联，来优化锅炉的至少一个操作参数，从而能够减少锅炉内的炉渣形成，提高锅炉的总体热效率。

技术领域

本发明一般涉及锅炉系统，尤其涉及用于减少锅炉中的炉渣形成的优化系统和优化方法以及具有该优化系统的用于产生电力的发电系统。

背景技术

燃烧矿物燃料的锅炉系统已被用于发电。一类燃烧矿物燃料的锅炉系统燃烧空气/煤的混合物以产生热能，热能提高水温以产生蒸汽。该蒸汽被用于驱动输出电力的涡轮发电机。

与上述锅炉系统相关的问题在于，该锅炉系统可能具有炉渣或未燃尽的碳氢化合物开始粘附于该锅炉系统的壁的空间区域或位置。当结渣变得相对较厚时，结渣会从壁上脱落并且损坏锅炉系统内的设备。因此，若未得到及时控制，这种结渣会由于导致过早的昂贵的清理操作而影响锅炉系统的维护周期。由此引起的停机时间则反过来不利地影响电力生产的销售。与此同时，这些结渣降低了过热和再热区中的这些位置处的传热系数(性能)，因为它降低了锅炉系统的总体热效率，增加了用于发电的锅炉系统运行成本。

发明内容

在本发明各具体实施方式的一方面，提供了一种用于减少炉渣形成的优化系统。所述优化系统包括锅炉、多个温度传感器、多个CO传感器和控制器。所述锅炉包括多个燃烧器并且还包括排气口，所述多个燃烧器用于在所述锅炉内燃烧包括可燃燃料和氧的组合，所述排气口用于从所述锅炉排出尾部烟气。所述多个温度传感器与所述锅炉内的多个锅炉子区域通讯以用于感知所述多个锅炉子区域的温度。所述多个CO传感器与邻近所述排气口的多个排气子区域通讯以用于感知通过所述多个排气子区域离开所述锅炉的所述尾部烟气中的CO含量。所述多个锅炉子区域的每一个与所述多个排气子区域的至少一个相关联。所述控制器基于所述多个锅炉子区域中所感知的温度、所述多个排气子区域中所感知的CO含量以及所述多个锅炉子区域和所述多个排气子区域间的关联，来优化所述锅炉的至少一个操作参数。

在本发明各具体实施方式的另一方面，提供了一种用于减少锅炉中炉渣形成的优化方法。所述锅炉包括燃烧区并且还包括排气口，所述燃烧区中燃烧包括可燃燃料和氧的组合，所述排气口用于从所述锅炉排出尾部烟气。所述优化方法包括：将所述锅炉内的多个锅炉子区域的每一个与邻近所述排气口的多个排气子区域的至少一个相关联；感知所述多个锅炉子区域的温度；感知通过所述多个排气子区域离开所述锅炉的所述尾部烟气中的CO含量；以及基于所述多个锅炉子区域中所感知的温度、所述多个排气子区域中所感知的CO含量、以及所述多个锅炉子区域和所述多个排气子区域间的关联，来优化所述锅炉的至少一个操作参数。

在本发明各具体实施方式的又一方面，提供了一种用于产生电力的发电系统。所述发电系统包括：基于汽轮机的发电机、用于产生驱动所述基于汽轮机的发电机以发电的蒸汽的锅炉、多个温度传感器、多个CO传感器以及控制器。所述锅炉包括多个燃烧器并且还包括排气口，所述多个燃烧器用于在所述锅炉内燃烧包括可燃燃料和氧的组合，所述排气口用于从所述锅炉排出尾部烟气。所述多个温度传感器与所述锅炉内的多个锅炉子区域通讯以用于感知所述多个锅炉子区域的温度。所述多个CO传感器与邻近所述排气口的多个排气子区域通讯以用于感知通过所述多个排气子区域离开所述锅炉的所述尾部烟气中的CO含量。所述多个锅炉子区域的每一个与所述多个排气子区域的至少一个相关联。所述控制器基于所述多个锅炉子区域中所感知的温度、所述多个排气子区域中所感知的CO含量以及所述多个锅炉子区域和所述多个排气子区域间的关联，来优化所述锅炉的至少一个操作参数。