[发明专利]多信号融合火焰燃烧稳定性控制分析装置、方法及应用

说明书

多信号融合火焰燃烧稳定性分析控制装置、方法及应用,包括计算机、数据采集控制预处理模块、火检探头、图像探头、热电偶温度传感器、转子流量计、空气流量控制器、燃烧室器；其特征为：计算机通过数据采集控制预处理模块采集图像探头、火检探头、热电偶温度传感器信号和向空气流量控制器发送流量控制指令；所述数据采集控制预处理模块将计算机发出的空气流量指令经数据处理后驱动空气流量控制器，通过控制空气量实现火焰的调节和控制；转子流量计与燃烧室中的燃烧器连接，用于模拟现场燃烧器由正常燃烧工况向低负荷运行时燃料量的变化。

技术领域

本发明公开一种装置、方法及其应用，尤其是涉及一种多信号融合火焰燃烧稳定性控制分析装置、方法及其应用。

背景技术

近年，随着火力发电机组对可再生能源的消纳，要求火电机组具有更深的调峰能力，而低负荷下炉膛火焰燃烧状态则是影响火电机组调峰深度的一个关键因素。我国火力发电机组以直流锅炉为主，炉膛火焰燃烧则主要依靠煤粉卷吸高温烟气着火燃烧，当机组负荷降低时，煤粉量从额定负荷逐渐减少，送风量在前期按风煤比同时减小，但风量受磨煤机送风量和燃烧器高温保护的限制，达到最小值后(如总风量30％)不再降低，而炉膛火焰燃烧状态受炉膛温度、煤质、运行工况等参数的影响，导致炉膛火焰在低负荷运行时很容易出现燃烧不稳定、偏烧、爆燃、回火、灭火等现象，严重阻碍了机组调峰能力的提升。

目前，现场炉膛火焰燃烧状态监测方式是将火检信号接入锅炉炉膛安全监控系统，但火检信号主要功能是燃烧和灭火的二值判断，对低负荷下火焰燃烧状态没有调节能力；火焰温度与燃烧状态也存一定联系，如火焰燃烧时处于高温状态，而熄灭时处于低温状态，但在火焰燃烧过程中，火焰处于低氮稳定燃烧时火焰温度低于空气过量燃烧状态，而在低负荷运行火焰剧烈波动时空气往往处于过量状态，所以温度不能单独作为火焰燃烧稳定性的依据；受限于图像探头在锅炉燃烧器安装位置限制，现场火焰图像一般取自于燃烧器喷口附近，可以获得单个燃烧器喷口附近局部火焰燃烧信息，而图像探头受炉膛背景、临近燃烧器燃烧状态、高温烟尘等因素影响，需与其他参数一起综合判断才能获取准确的火焰燃烧状态。现阶段低负荷调峰时，现场主要依靠运行人员通过火焰电视、火检和炉膛温主观判断火焰燃烧是正常、熄灭还是偏烧状态，在保证锅炉运行安全的前提下根据运行经验适当降低燃料量和送风量。

因此缺少一个准确、可靠的炉膛火焰燃烧稳定性判断指标，在机组低负荷调峰期间，指导现场运行工况，保证炉膛火焰在低负荷下稳定燃烧，充分挖掘机组低负荷下的调峰能力。

发明内容

为解决低负荷下炉膛火焰燃烧稳定性调节功能，本发明提供了一种多信号融合火焰燃烧稳定性分析控制装置、方法及其应用，其技术方案如下：

一种多信号融合火焰燃烧稳定性分析控制装置,包括计算机、数据采集控制预处理模块、火检探头、图像探头、热电偶温度传感器、转子流量计、空气流量控制器、燃烧室器；其特征为：计算机通过数据采集控制预处理模块采集图像探头、火检探头、热电偶温度传感器信号和向空气流量控制器发送流量控制指令；所述数据采集控制预处理模块将计算机发出的空气流量指令经数据处理后驱动空气流量控制器，通过控制空气量实现火焰的调节和控制；转子流量计与燃烧室中的燃烧器连接，用于模拟现场燃烧器由正常燃烧工况向低负荷运行时燃料量的变化。

本发明公开一种多信号融合火焰燃烧稳定性控制分析方法。

本发明公开一种将上述多信号融合火焰燃烧稳定性控制分析方法应用于火力发电厂中。

有益效果

获得一个准确、可靠的炉膛火焰燃烧稳定性判断指标，在机组低负荷调峰期间，指导现场运行工况，保证炉膛火焰在低负荷下稳定燃烧，充分挖掘机组低负荷下的调峰能力。

附图说明