[发明专利]一种高碱煤锅炉的燃烧优化调整方法及系统

说明书

本发明属于锅炉燃烧优化相关技术领域，其公开了一种高碱煤锅炉的燃烧优化调整方法，该方法包括：S1，获取高碱煤锅炉燃烧过程中的不同高度处的碱金属光谱强度的空间分布；S2，根据所述碱金属光谱强度的空间分布获取碱金属的总光强信号，同时，调节不同燃料量下的风量获得不同燃料量对应的最优光强信号，进而获得最优光强信号与对应风量的优化控制模型；S3，根据所述优化控制模型和所述碱金属的总光强信号调节不同燃料量下的风量以使高碱煤锅炉燃烧过程碱金属得到最优控制。本申请还提供了一种高碱煤锅炉的燃烧优化调整系统。本申请能够有效降低高碱煤燃烧过程中气相碱金属的释放，能够减轻气相碱金属锅炉换热面的积灰、结渣和腐蚀等的危害。

技术领域

本发明属于锅炉燃烧优化相关技术领域，更具体地，涉及一种高碱煤锅炉的燃烧优化调整方法及系统。

背景技术

新疆地区发现的准东煤田拥有3900亿吨煤炭资源，其储量大、价格便宜，但准东煤中碱金属含量较高，在燃烧过程中碱金属以蒸气的形式释放出来，气相碱金属易在炉膛和换热器表面冷凝而形成粘稠熔融态膜，从而加剧捕捉烟气中的固体颗粒，因此完全燃烧准东煤的锅炉会出现沾污、结焦和腐蚀等现象，严重影响换热和锅炉的安全运行，制约了准东煤的大规模利用。

现有技术中大多采用沾污倾向弱的煤和高碱煤进行掺烧，从而减弱高碱煤燃烧过程中的沾污倾向，为了提高高碱煤的利用，需要提高高碱煤的掺烧比例甚至全是高碱煤。对于两者的掺烧也有不少学者进行了研究优化。例如，文献1(李江浩.电站锅炉高比例掺烧准东煤的运行与调整[J].锅炉制造，2016(2)：1-3.)对高比例掺烧高碱煤锅炉进行燃烧调整，主要是调整氧量、一次风率和磨组合方式并利用高温测温仪监测烟气温度，重点控制水冷壁周围以及屏式过热器底部的炉膛烟温，调整后结焦情况好转。文献2(孟建强.准东煤燃烧及结渣特性研究[D].哈尔滨工业大学，2013.)利用多反应控制段携带流反应器，研究了空气分级燃烧条件下的结渣特性，得出在不影响锅炉燃烧效率的前提下降低炉膛温度，增大主燃区空气系数可以缓解锅炉燃用高碱煤结渣。文献3(卢勇.高碱煤锅炉防沾污、结焦设计关键问题研究[D].上海交通大学，2016.)对常规的四角切圆燃烧系统采取优化，空气深度分级，强化早起着火，并控制氧量，对煤粉和空气进行分段燃烧，在燃烧初期形成还原性的燃烧氛围，使得燃烧温度得以控制，在燃烧后期，通以微过量的空气，形成微氧化环境，使得煤粉燃烧完全，能有效降低火焰中心的温度和炉膛出口烟温。

可以看出上述燃烧优化方式大多采用高温测温仪通过监测温度并人为调整配风对碱金属的释放进行控制，需要模拟或者在运行过程中逐步试验，过程麻烦繁琐，并且需要专业的技术和研发人员参与。因此需要寻求一种新的掺烧研究方法，以优化掺烧燃烧，以尽可能使碱金属进入灰渣排出锅炉，避免碱金属以蒸气形式释放出来。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高碱煤锅炉的燃烧优化调整方法及系统，通过测量碱金属光谱强度来监测炉膛内的碱金属含量，并建立最优光强信号与对应风量的优化控制模型，直接根据优化控制模型即可实现对燃烧的优化调整，使得碱金属的释放得到最大控制。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高碱煤锅炉的燃烧优化调整方法，所述方法包括：S1，获取高碱煤锅炉燃烧过程中的不同高度处的碱金属光谱强度的空间分布；S2，根据所述碱金属光谱强度的空间分布获取碱金属的总光强信号，同时，调节不同燃料量下的风量获得不同燃料量对应的最优光强信号，进而获得最优光强信号与对应风量的优化控制模型；S3，根据所述优化控制模型调节不同燃料量下的风量以使高碱煤锅炉燃烧过程碱金属得到最优控制。

优选地，步骤S1包括：S11，在所述高碱煤锅炉处设置多个测点，并在所述测点处采集所述碱金属的光谱数据；S12，对所述光谱数据进行归一化处理获得所述碱金属光谱强度的空间分布。