一种基于煤质的优化燃烧调节方法与流程

本发明涉及燃烧优化，尤其涉及一种基于煤质的优化燃烧调节方法。

背景技术：

1、常规能源利用一直以来都是以煤炭为主，此能源利用结构决定了我国能源生产结构、消费结构以及电源结构以煤炭为主，目前煤炭在我国的一次能源生产和消费中占到了70％以上的份额，并且预计在相当长的时期内，我国发电能源构成将继续保持以煤电为主的格局现阶段；但煤电机组频繁参与深度调峰、快速调频的同时，还需适应我国煤质多变、混煤掺烧的复杂恶劣运行环境，并兼顾节能降耗、超低排放、热电联共等多重目标；

2、但现有的燃烧调节方法在面对煤质变化和复杂运行环境时，难以实现理想的燃烧状态，导致能耗较高，环保性能不佳；而且在现有的调节过程中常采用边燃烧、边调节的方式，对机组的损耗无法避免；

3、因此，本发明提供了一种基于煤质的优化燃烧调节方法用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法的目的在于：提供一种能够适应煤质变化和复杂运行环境的优化燃烧调节方法，实现理想的燃烧状态，降低能耗，提高环保性能，同时在燃烧前和燃烧过程中分别进行调节，最大程度优化燃烧效果，减少机组损耗。

2、本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，包括：

3、步骤一，在燃烧室内增加旋流发生器和火焰检测器，用于使一次风和二次风均形成回流，同时实时检测火焰形态；在燃烧室烟气出口处设置烟气检测设备，实时检测烟气排放参数；

4、步骤二，获取参与燃烧的各类燃煤的煤质参数，基于燃煤储存量生成当前燃煤掺烧方案；

5、步骤三，预先建立研磨分析模型，并将当前燃煤掺烧方案中各类燃煤的煤质参数代入所述研磨分析模型中，计算理想粉碎度，根据理想粉碎度确定当前磨煤机的出力数据；

6、步骤四，预先建立风量分析模型，将各类燃煤的煤质参数代入所述风量分析模型中，经计算获得理想一次风量和理想二次风量；

7、步骤五，基于理想一次风量和理想二次风量控制当前送风设备的出力数据；

8、步骤六，对检测到的火焰形态和烟气排放参数进行实时分析，确定理想一次风量和理想二次风量的修正值，基于修正值对燃烧过程进行实时调节。

9、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，所述旋流发生器设置于燃烧室的进口处，其用于改变一次风和二次风的流向，在燃烧室内产生强烈的旋流，使一次风和二次风在燃烧室中心处混合；所述火焰检测器设置于燃烧室的出口处，其探测端朝向燃烧室内部中心处，周期性拍摄燃烧室内部的火焰图像，该火焰图像用于反映火焰的形态；所述烟气检测设备设置于燃烧室烟气出口的下游位置，所检测的烟气排放参数包括氧含量数据、一氧化碳浓度数据以及颗粒物浓度数据。

10、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，所述获取参与燃烧的各类燃煤的煤质参数，基于燃煤储存量生成当前燃煤掺烧方案包括：

11、对参与燃烧的各类燃煤进行抽样，对样本进行初步分析，获得各类燃煤的灰分含量、碳分含量、水分含量、干燥热值以及可磨性系数；

12、对样本进行深度分析，通过燃烧实验获取各类燃煤的燃烧温度以及燃烧产物组成成分，并记录供氧和燃烧过程中的数据，基于该数据计算各类燃煤的过热系数和过剩空气系数；

13、获取当前各类燃煤的存储量，结合当前燃烧需求制定与燃煤存储量等比例的掺烧方式，生成当前燃煤掺烧方案；所述当前燃煤掺烧方案包括当前参与燃烧的各类燃煤的质量。

14、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，还包括根据当前燃煤掺烧方案中各类燃煤的质量确定混合燃煤的灰分含量、碳分含量、水分含量、干燥热值、过热系数和过剩空气系数，其计算过程为：

15、qn＝(q1*m1+q2*m2+...+qn*mn)/(m1+m2+...+mn)；

16、其中，qn为当前燃煤掺烧方案中混合燃煤的煤质数据，包括混合燃煤的灰分含量、或碳分含量、或水分含量、或干燥热值、或过热系数、或过剩空气系数；q1、q2、...、qn为混合前分析所得的各类燃煤的煤质数据，m1、m2、...、mn分别与q1、q2、...、qn对应，代表当前燃煤掺烧方案中参与燃烧的各类燃煤的质量比例。

17、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，所述预先建立研磨分析模型，并将当前燃煤掺烧方案中各类燃煤的煤质参数代入所述研磨分析模型中，计算理想粉碎度的过程包括：

18、预先建立所述研磨分析模型，所述研磨分析模型为in＝k0*m+k1*an-k2*cn+k3*wn-k4*emin；

19、其中，in为理想粉碎度，其代表当前燃煤掺烧方案的燃煤研磨指标；m为当前燃煤掺烧方案中各类燃煤的总质量，an为混合燃煤的灰分含量，cn为混合燃煤的碳分含量，wn为混合燃煤的水分含量，emin为各类燃煤的可磨性系数最小值；k0、k1、k2、k3、k4分别代表转换系数，均基于历史实验数据分析获得；

20、将获取的各项煤质参数数据代入所述研磨分析模型中，经计算获得当前燃煤掺烧方案的混合燃煤理想粉碎度in。

21、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，所述根据理想粉碎度确定当前磨煤机的出力数据包括：

22、建立多个研磨指标范围，每个范围分别代表一组统一的磨煤机运行参数，所述磨煤机运行参数包括磨煤机转速、磨辊压力以及进料速度；

23、将获得的当前混合燃煤理想粉碎度in与多个研磨指标范围进行匹配，确定其所属的研磨指标范围，以该研磨指标范围对应的磨煤机运行参数控制磨煤机的动作；

24、其中，若理想粉碎度in匹配的研磨指标范围高，代表磨煤机的出力需求越大，进而磨煤机转速越高、磨辊压力越高、进料速度越慢；若理想粉碎度in匹配的研磨指标范围低，代表磨煤机的出力需求越小，进而磨煤机转速越低、磨辊压力越高、进料速度越快。

25、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，所述预先建立风量分析模型，将各类燃煤的煤质参数代入所述风量分析模型中，经计算获得理想一次风量和理想二次风量的过程包括：

26、预先建立风量分析模型，所述风量分析模型为f1＝{(rn-t1*rn/100)/{{0.21-(1-t2)/100}*{1-(dn/100)}}}/1000，f2＝f1*(1+sp1+sp2)；

27、其中，f1为理想一次风量，f2为理想二次风量；rn为混合燃煤的干燥热值，t1为混合燃煤的过热系数，t2为混合燃煤的过剩空气系数；dn为混合燃煤的挥发分含量，即混合燃煤的灰分含量与水分含量的和值；sp1为风口正压损失系数，sp2为风机出口损失系数；

28、对于圆形风口，所述风口正压损失系数sp1＝{1-(u1/u2)2}2；

29、对于方向风口，所述风口正压损失系数sp1＝{{1-(a/b)2}*{1-(c/d)2}}2；

30、其中，u1为风口内径，u2为风口外径，a、b分别为风口长边和短边的长度，c、d分别为进气口横截面较小边和较大边的长度；

31、对于离心风机，所述风机出口损失系数sp2＝{1-(s1/s2)2}2；

32、对于轴流风机，所述风机出口损失系数sp2＝{1-(d2/d1)2}2；

33、其中，s1为进气口面积，s2为出口面积；d1为进气口直径，d2为出口直径；

34、将对应的参数数据代入所述风量分析模型中，经计算获得理想一次风量数据和理想二次风量数据。

35、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，所述基于理想一次风量和理想二次风量控制当前送风设备的出力数据包括：

36、实时检测实际一次风量和实际二次风量，并在送风设备上搭载自动控制系统，用于调整送风设备的运行参数，包括风门开度、风机转速；

37、比较当前实际一次风量和理想一次风量的差异，计算一次风风门开度修正值和一次风风机转速修正值，通过所述自动控制系统按照修正值调整送风设备的出力状态，使实际一次风量接近理想一次风量；

38、比较当前实际二次风量和理想二次风量的差异，计算二次风风门开度修正值和二次风风机转速修正值，通过所述自动控制系统按照修正值调整送风设备的出力状态，使实际二次风量接近理想二次风量。

39、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，所述对检测到的火焰形态和烟气排放参数进行实时分析，确定理想一次风量和理想二次风量的修正值，基于修正值对燃烧过程进行实时调节的过程包括：

40、分析当前火焰中心在燃烧室内的位置，确定当前位置与理想位置的偏移量，所述理想位置为燃烧室内部中心处；

41、建立燃烧室内部的三维坐标系，将当前位置转换为三维坐标，同时将偏移量转换为向量，将二者代入所述三维坐标系中，通过在所述三维坐标系中模拟一次风和二次风的风量对火焰的影响，计算当前理想一次风量和理想二次风量的第一次修正值；

42、采用理想一次风量和理想二次风量的第一次修正值调整送风设备的运行参数。

43、根据本发明提供一种基于煤质的优化燃烧调节方法，还包括：

44、分析当前烟气排放中的氧含量、一氧化碳浓度以及颗粒物浓度参数与预设的理想排放参数之间的差异，基于差异值计算当前理想一次风量和理想二次风量的第二次修正值；

45、采用理想一次风量和理想二次风量的第二次修正值调整送风设备的运行参数。

46、本发明提供的一种基于煤质的优化燃烧调节方法的有益效果在于：

47、1、能够根据煤质参数，如燃煤的灰分含量、碳分含量、水分含量等，以及可磨性系数，来确定混合燃煤的理想粉碎度，掌握燃煤的研磨效果，从而为后续的燃烧调节提供依据。

48、2、通过预先建立风量分析模型，根据煤质参数计算出理想的的一次风量和二次风量，从而精确控制送风设备的运行参数，实现燃烧过程的优化调节。

49、3、通过实时检测实际风量，并将其与理想的风量进行比较，计算出风门开度和风机转速的修正值；通过自动控制系统，按照修正值调整送风设备的出力状态，使实际风量接近理想风量，有助于确保燃烧过程中氧气的供应充足，从而降低污染物的排放，提高燃烧效率。

50、4、通过分析火焰中心在燃烧室内的位置，确定其与理想位置的偏移量，然后根据偏移量调整一次风和二次风的风量，从而实现燃烧过程的实时调节。

51、综上所述，本发明能够优化燃烧器布局、优化燃烧过程、实现高效除尘脱硫、对煤质进行检测和预处理、使机组能够适应不同煤种的燃烧需求、实时控制炉内气氛，提供机组稳定性。