锅炉智能燃烧全景监控方法及系统与流程

本技术涉及智能监控领域，尤指一种锅炉智能燃烧全景监控方法及系统。

背景技术：

1、锅炉燃烧是一个伴随着瞬时多变量输入和输出的复杂物理、化学过程，是锅炉运行监控的核心，且与锅炉受热面安全、运行效率、污染物排放、汽机性能、热工自动等紧密相关。但一直以来，锅炉燃烧运行监控和状态分析，主要依靠传统火检、就地看火、运行参数分析等手段，无法及时且直观的掌握燃烧实时过程和真实状态，造成锅炉燃烧的“黑盒子”问题，成为运行人员燃烧监控和检修人员设备维护治理的痛点。其次，以往的锅炉燃烧运行监控方法，仅仅关注燃烧单一维度的监控，并未与锅炉受热面状态关联分析，也并未将获取的炉内燃烧信息反馈于热工自动系统用于优化自动控制，导致热工自动无法提前做出正确反应。

2、为此，业内亟需一种高效的监控方法及系统能够有效帮助运行人员完成锅炉的燃烧监控和维护。

技术实现思路

1、本技术目的在于提供一种锅炉智能燃烧全景监控方法及系统，通过对锅炉内燃烧数据和运行状态进行关联分析，以计算确定前馈特征变量来精准完成锅炉提前量控制调整。

2、为达上述目的，本技术所提供的一种锅炉智能燃烧全景监控系统，所述系统包含：锅炉燃烧监测装置、锅炉状态感知装置和燃烧预控优化装置；所述锅炉燃烧监控装置用于通过火焰图像识别技术检测锅炉内燃烧状态，根据所述燃烧状态分析获得燃烧器的工作状态；所述锅炉状态感知装置用于通过炉膛出口的烟温、co/h2s检测数值和锅炉状态参数分析获得锅炉的运行状态；所述燃烧预控优化装置用于根据所述工作状态和所述运行状态分析获得锅炉燃烧状态的前馈特征变量，根据所述前馈特征变量分析获得燃烧状态的预期变化情况，通过所述预期变化情况调整锅炉和燃烧器的控制参数。

3、在上述锅炉智能燃烧全景监控系统中，可选的，所述锅炉燃烧监控装置包含：视频采集模块、冷却风系统和多个火焰探头；所述视频采集模块用于采集安设于燃烧器上的多个火焰探头检测到的火焰视频数据；所述火焰探头用于通过可见光摄像头采集锅炉内的火焰视频数据；所述冷却风系统用于冷却所述火焰探头。

4、在上述锅炉智能燃烧全景监控系统中，可选的，所述锅炉燃烧监控装置还包含分析模块，所述分析模块分别与所述视频采集模块和相连，用于根据锅炉参数、燃烧器参数和火焰视频数据计算获得燃烧稳定性数据；根据所述燃烧稳定性数据通过预设规则分析获得燃烧优化调整方案和燃烧故障诊断数据。

5、在上述锅炉智能燃烧全景监控系统中，可选的，所述分析模块包含燃烧稳定性分析装置，所述燃烧稳定性分析装置包含分析单元、对比单元和预警单元；所述分析单元用于将所述火焰视频数据获得火检状态，根据所述锅炉参数分析获得锅炉的燃烧指数，根据所述燃烧指数计算锅炉的燃烧分布数据和燃烧偏差数据；所述对比单元用于根据所述锅炉参数和所述燃烧器参数判断各层燃烧器实际煤量和热量的比例偏差，以及炉膛整体热负荷分布；所述预警单元用于统计和对比预设时间周期内的各层燃烧器燃烧故障数量，根据统计和比对结果生成预警提示。

6、在上述锅炉智能燃烧全景监控系统中，可选的，所述分析模块包含优化调整装置，所述优化调整装置包含数据切片单元、对比单元和展示单元；所述切片单元用于根据预设周期和切片长度对锅炉工况数据进行切片，获得各切片内的燃烧参数和燃烧特征；所述对比单元用于将燃烧调整前后或工况变化前后的切片内的燃烧参数和燃烧特征进行分别对比，获得对比结果；所述展示单元用于根据预设展示规则将所述对比结果展示输出。

7、在上述锅炉智能燃烧全景监控系统中，可选的，所述锅炉状态感知装置包含co/h2s检测单元、炉膛出口烟温检测单元、电站锅炉状态监测和智能分析单元；所述co/h2s检测单元用于在炉膛和锅炉尾部烟道的预设位置检测锅炉排放烟气中的co/h2s含量；所述炉膛出口烟温检测单元用于在炉膛出口水平烟道上方通过采集烟道横向温度分布数据获得炉膛出口烟温；所述电站锅炉状态监测和智能分析单元用于根据所述co/h2s含量、所述炉膛出口烟温和所述锅炉状态参数分析获得锅炉的运行状态。

8、在上述锅炉智能燃烧全景监控系统中，可选的，所述电站锅炉状态监测和智能分析单元包含受热面分析组件、电站风机组件、空预器组件和磨煤机组件；所述受热面分析组件用于通过所述炉膛出口烟温获得受热面壁温数据，根据所述受热面壁温数据和历史受热面数据进行比较，根据比较结果获得受热面异常位置；所述电站风机组件用于通过风机历史数据构建的学习模型分析电站风机运行数据获得电站风机的异常评估数据；所述空预器组件用于根据空预器历史运行参数分析空预器运行数据获得空预器的故障位置；以及，通过空预器转子形变量和位移量计算结果获得空预器转子卡涩概率并输出对应提示；所述磨煤机组件用于根据磨煤机历史运行参数分析磨煤机运行数据获得磨煤机的故障位置；以及，通过寻优算法和磨煤机运行逻辑，根据所述故障位置提供优化调整方案。

9、在上述锅炉智能燃烧全景监控系统中，可选的，所述电站锅炉状态监测和智能分析单元还包含脱硝组件、电除尘组件、脱硫组件、湿除组件和烟气提水组件；所述脱硝组件和所述脱硫组件用于根据脱硝系统和脱硫系统历史运行参数分析脱硝系统和脱硫系统运行数据获得机脱硝系统和脱硫系统的异常位置，通过寻优算法与脱硝系统和脱硫系统运行逻辑，根据所述异常位置提供优化调整方案；所述电除尘组件用于根据电除尘系统历史运行参数分析电除尘系统运行数据获得电除尘系统的异常位置；所述湿除组件用于根据湿除系统历史运行参数分析湿除系统运行数据获得湿除系统的异常位置；所述烟气提水组件用于根据烟气提水系统历史运行参数分析烟气提水系统运行数据获得烟气提水系统的异常位置。

10、在上述锅炉智能燃烧全景监控系统中，可选的，所述燃烧预控优化装置包含水和汽温控制模块、喷氨控制模块和风门控制模块；所述水和汽温控制模块用于根据所述工作状态中的火焰强度数据和所述运行状态中的受热面数据构建炉内燃烧放热模型，根据所述炉内燃烧放热模型向热度和减去温水控制系统提供燃烧热量的第一前馈变量，根据所述第一前馈变量调节水和汽温控制参数；所述喷氨控制模块用于根据所述工作状态中的火焰状态数据和所述运行状态中的co/h2s数据构建喷氨优化算法模型，根据所述喷氨优化算法模型向scr脱硝控制系统提供喷氨的第二前馈变量，根据所述第二前馈变量调节喷氨参数；所述风门控制模块用于根据所述工作状态中的火焰状态数据和所述运行状态中的炉膛出口烟温检测数据构建风门控制优化模型，根据所述风门控制优化模型向二次风门控制系统提供风门控制的第三前馈变量，根据所述第三前馈变量调节风门控制参数。

11、本技术还提供一种适用于所述的锅炉智能燃烧全景监控系统的监控方法，所述方法包含：通过火焰图像识别技术检测锅炉内燃烧状态，根据所述燃烧状态分析获得燃烧器的工作状态；通过炉膛出口的烟温、co/h2s检测数值和锅炉状态参数分析获得锅炉的运行状态；根据所述工作状态和所述运行状态分析获得锅炉燃烧状态的前馈特征变量，根据所述前馈特征变量分析获得燃烧状态的预期变化情况；通过所述预期变化情况调整锅炉和燃烧器的控制参数。

12、本技术的有益技术效果在于：通过获取前两个系统分析计算得到的锅炉燃烧状态的前馈特征变量，提前精准预估燃烧状态的变化，实现对机组协调、汽温和nox等自动的预控优化，包含协调前馈模块、给水控制模块、减温水控制模块和脱硝喷氨控制模块。