[发明专利]适用于大型电站的智能型锅炉燃烧稳定性判断系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于大型电站的智能型锅炉燃烧稳定性判断系统及方法，数据采集模块从MIS系统中采集煤质成分数据和从DCS系统中采集锅炉运行状态数据，并传送至数据处理模块；数据处理模块判断接收到的参数是否在相应预设阈值范围内，剔除超出相应预设阈值范围内数据，根据在相应预设阈值范围内数据计算特征量，并将判断结果和特征量传送至数据决策模块；数据决策模块根据接收的特征量计算出实际运行状况下无量纲燃烧稳定性分析准则，将实际运行状况下无量纲燃烧稳定性分析准则与设定的无量纲燃烧稳定性分析准则临界值相比较，判断锅炉燃烧是否稳定。本发明根据锅炉运行状态实时地对锅炉的稳燃状况进行判断，适用于低负荷稳燃状况的判断。

技术领域

本发明属于电站锅炉技术领域，具体涉及一种适用于大型电站的智能型锅炉燃烧稳定性判断系统及方法。

背景技术

目前我国电力工业发证呈现新的形势，电网容量不断增大，特高压电网正在逐步建成和新能源所占比重快速升高，电网对于可再生能源和外送电的消纳压力大幅度增加；另外用电结构也发生了明显变化—居民生活用电比重上升工业用电比重下降，使得电网负荷峰谷差呈不断增大的趋势。由此电力系统所面临的调峰能力不足，峰谷差偏大的矛盾日益突出，与此同时国家的环保要求越来越高，并且鼓励企业积极参与节能减排，以此为出发电，火电机组必须更多地承担电网的调峰任务，尤其是进行深度调峰以缓解电网的峰谷偏差的矛盾。

我国现阶段的火力发电中仍以煤粉燃烧机组为绝对主力，煤粉燃烧机组的深度调峰能力决定于锅炉的最低稳燃能力，即锅炉的不投助燃情况下最低稳燃负荷，在锅炉设计过程中，每台锅炉均有不投助燃情况下最低稳燃负荷的设计值，而在锅炉实际运行过程中，锅炉的最低调度负荷远高于不投助燃情况下最低稳燃负荷的设计值，造成机组的深度调峰能力没有充分发挥出来，在机组实际投运的性能考核项目中也有一项是锅炉的不投助燃情况下最低稳燃负荷能否达到设计值，但在实际执行中往往达不到最低稳燃负荷的设计值，关键因素就是无法准确判断锅炉的稳燃状况，目前锅炉不投助燃的低负荷最低稳燃试验在确定锅炉的燃烧状况采用方法是派一个有经验的老师傅在现场通过光火孔现场观察炉内燃烧状况，并且在集控室观察火焰电视和锅炉炉膛负压等参数进行判断，人为的、定性的判断炉内燃烧状况，由于每个人的经验和心理承受能力不同导致对炉内燃烧状况的判断也有所不同，导致锅炉不投助燃的最低低负荷稳燃试验无法准确进行。

目前关于锅炉低负荷稳燃判断方法的文献，如王东风，刘千，赵文杰,等，基于炉膛参数场测量的电站锅炉燃烧稳定性和经济性状态模糊综合评判[J].动力工程学报,2015,35(6)437-444.该篇文献采用炉膛温度，炉膛内氧量浓度和一氧化碳浓度测量的数据进行模糊综合判断，由于这三个参考量测量技术有多种，但是都存在较大的误差和不确定性，因此以此作出的锅炉低负荷稳燃判据的准确性难于保证，并且在实际应用方面也没有见到可靠的应用案例。

中国专利200910218387.7公开了一种表征和诊断燃烧不稳定性的方法，该专利利用彩色CCD摄像机和图像采集卡获得实时图样，并对图样进行灰度处理，提取非线性时间序列的稀疏样本，然后用非线性动力系统混沌0-1TEST方法获得检测结果，来判断燃烧不稳定性。

中国专利201210592575.8公开了一种火焰燃烧稳定性自动监测方法，该专利从多幅RGB模式火焰图像中提取蓝色图像并增强对比度，获得处理后的火焰图像，然后进行分割提取去稳定区和燃烧临界区，并计算两区之间的形心距离，当此形心距离大于临界值时，则火焰稳定，否则不稳定。从以上两个专利不难看出，对于火焰稳燃性的判断方法均采用对火焰图像进行处理分析，然后利用数学工具处理并进行燃烧稳定性判断，由于火焰图像的获取和对图样数学处理都存在较大的误差和不确定性，因此起点的不确定性和误差，即使后面的数学处理比较准确，也很难精确甚至量化出判断出燃烧的稳定性。

通过以上分析可知，目前对锅炉稳燃的判断基本还是采用人为的、定性的判断，误差较大，并且受人为因素较多，不同的技术人员，有着不同尺度和标准，但是由于火焰图像的处理和数学分析方面存在较大的误差，难于准确量化地判断出燃烧的稳定性。

发明内容