[发明专利]一种循环流化床锅炉炉膛释放热量监测系统及方法

说明书

本发明公开了属于循环流化床燃烧技术领域的一种循环流化床锅炉炉膛释放热量监测系统及方法，该系统包括：数据通讯及处理装置、工业分析仪、煤炭热量仪、给煤量检测装置、石灰石给粉检测装置及床温检测装置；数据通讯及处理装置对循环流化床锅炉炉膛内释放热量进行监测，包括通讯模块、焦炭燃烧模块、挥发分燃烧模块和石灰石脱硫模块，通过分别计算炉膛内焦炭燃烧释放热量、挥发分析出燃烧释放热量、石灰石脱硫过程释放热量，进而累加得到炉膛内总释放热量。循环流化床炉膛内部释放热量的监测，对锅炉安全和高效运行具有重要指导意义。

技术领域

本发明属于循环流化床燃烧技术领域，特别涉及一种循环流化床炉膛内部释放热量的监测系统及方法。

背景技术

循环流化床(CFB)燃烧技术是近几十年来迅速发展起来的一种高效、低污染燃烧技术，具有燃烧效率高、燃料适应性广、负荷调节范围大、氮氧化物排放低、石灰石炉内脱硫成本低等优点。

循环流化床锅炉与普通煤粉锅炉相比，最大的不同在于燃烧机制的不同。普通煤粉炉的燃烧释放热量来自于瞬间进入炉膛的给煤量，一旦给煤供应停止，燃烧也随之很快终止；而循环流化床锅炉因其特有的流化燃烧方式和脱硫方式，使得炉膛内存储着大量的焦炭以及处于不同状态的石灰石颗粒，其炉内释放热量主要来自于三方面：炉内存储焦炭的燃烧、挥发分的析出燃烧和石灰石脱硫过程的放热。目前，还没有适用于超临界循环流化床锅炉这种大惯性、大延迟系统的热量信号监控系统和监控方法。而如果能够实时有效监测出循环流化床炉内存储热量情况，对锅炉的安全运行操作以及追求锅炉热效率最大化具有重要借鉴意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种循环流化床锅炉炉膛释放热量监测系统及方法，其特征在于，该系统包括：数据通讯及处理装置、工业分析仪、煤炭热量仪、给煤量检测装置、石灰石给粉检测装置及床温检测装置；数据通讯及处理装置通过通讯模块接收其他各装置所采集到的数据，焦炭燃烧、挥发分燃烧和石灰石脱硫三个模块分别计算炉膛内残存焦炭燃烧释放热量、挥发分析出燃烧释放热量、石灰石脱硫过程释放热量，三者之和即为炉膛内总释放热量，从而对循环流化床锅炉炉膛内释放热量进行监测。

所述与数据通讯及处理装置相连的各检测装置都是由相应的多个传感器组成。

一种循环流化床炉膛内部释放热量的监测方法，其特征在于，包括：

1)建立炉膛内部释放热量的监测系统；

2)数据通讯及处理装置接收工业分析仪、煤炭热量仪、给煤量检测装置、石灰石给粉检测装置及床温检测装置得到的数据，接收的数据包括：工业分析仪测得的固定碳含量C，％；煤炭热量仪测得的煤低位发热量QNet，kJ/kg；给煤量检测装置检测得到的给煤量Fc，kg；石灰石给粉检测装置检测得到的石灰石给粉量FCa，kg；床温检测装置测得的炉膛床温T，℃。其中固定碳含量C和煤低位发热量QNet是反映煤质变化的重要参数，将二者输送至炉膛内释放热量监测系统，可以实现在线煤质校正。

3)对循环流化床锅炉炉膛内释放热量进行监测，焦炭燃烧、挥发分燃烧和石灰石脱硫三个模块分别计算炉膛内残存焦炭燃烧释放热量QC、挥发分析出燃烧释放热量QV、石灰石脱硫过程释放热量QCa，三者之和即为炉膛内总释放热量Q，即Q＝QC+QV+QCa，释放热量的单位为kJ。

所述的焦炭燃烧模块释放热量计算方法如下：