CN102444909A - 一种通过分布温度场监测控制富氧与复合燃烧的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种通过分布温度场监测控制富氧与复合燃烧的方法，包括如下步骤：（1）在锅炉炉膛中设置多个温度采集传感器，通过分布的温度采集传感器采集锅炉炉膛中的实时温度场；（2）在智能模糊控制装置中设置分布结焦温度的实验数据，将分布温度采集传感器采集到的实时温度并行传输到智能模糊控制装置中，与智能模糊控制装置中预设的离散实验数据进行比较，验证最佳风燃比；（3）智能模糊控制装置根据验证性结果，控制富氧设备的风机与压缩机以调整氧量、浓度等运行参数，从而控制富氧燃烧下的风/燃比。本发明方法和装置能够精确监测温度场变化并反馈给智能模糊控制装置，控制富氧设备的供氧量和浓度，防止严重结焦产生危害锅炉生产和安全。

Description

一种通过分布温度场监测控制富氧与复合燃烧的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种通过温度场监测控制锅炉燃烧的方法及装置，具体涉及一种通过分布温度场监测控制富氧与复合燃烧的方法及装置。
背景技术
富氧辅助燃烧在当前是一种重要的节能环保技术。随着环保要求的不断提高以及节约能源的需要，富氧助燃作为一种新兴的燃烧技术在中国必然得到蓬勃发展。富氧助燃浓度一般控制在28%左右，既因“富氧”促进燃烧，降低余热，又能适应制氧经济成本要求。富氧助燃一般针对工业炉窑、工业链条炉排锅炉有较好的节能效果。富氧助燃在节能实践中，为更好提升能效需要，一般与复合燃烧结合。综合能效有更好的提升。但是，实践表明，在能效提升较多的同时，由于不同批次煤质差异、制氧量与浓度变化、复合燃烧机破碎煤粉颗粒的大小不均、湿度差异等，都会造成锅炉炉膛局部温度变化较大及分布不合理，综合因素影响下，容易在炉膛相关部位形成结焦。传统方法是调整富氧喷嘴相应位置或采取制氧浓度或制氧量的细调。传统方法缺点是需要工程人员技术支持维护，且日常运行防结焦操作繁杂或干脆定期人工清理；较为严重的结焦严重影响锅炉运行与安全。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种通过分布温度场监测与模糊控制富氧与复合燃烧的方法，能够有效避免多种因素产生的结焦问题。
本发明的另一目的在于提供这种通过分布温度场监测与模糊控制富氧与复合燃烧的装置。
技术方案：本发明智能模糊控制装置根据分布温度场比较结果“反推”是否最佳风 / 燃比，而最佳风 / 燃比是保证节能的前提。然而实际燃烧过程由于燃料发热值及其它因素造成发热值频繁波动，如果单靠线性随动系统控制阀门或电机转速，一者“大惯性、大迟滞”不现实；二者最佳燃烧区会产生较大漂移；在多变量产生变化引起偏差过大时，模糊控制会自动寻优，重新根据“反推”数据做最佳风 / 燃比K值。锅炉燃烧既要保证最佳能效、更要保证防止结焦。锅炉结焦本质是复杂的分布温度场问题，而非单一温度点影响。温度场不是恒定的，而是随时波动甚至产生较大漂移的。温度场是最佳风燃比的阶段时域信号的“结果”；最佳风燃比是防结焦且节能实现最佳分布温度场的“前提”。本发明所述的通过分布温度场监测与模糊控制富氧与复合燃烧的方法，包括如下步骤：
（1）在锅炉炉膛中按锅炉防结焦要求分布设置多个温度采集传感器，通过分布的温度采集传感器采集锅炉炉膛中的实时温度场；
（2）在智能模糊控制装置中设置分布结焦温度的实验数据，将分布温度采集传感器采集到的实时温度并行传输到智能模糊控制装置中，与智能模糊控制装置中预设的离散实验数据进行进行比较，验证最佳风燃比；
（3）智能模糊控制装置根据验证性结果，控制富氧设备的风机与压缩机以调整氧量、浓度等运行参数，从而控制富氧燃烧下的风/燃比。
本发明所述通过温度场监测控制富氧与复合燃烧的装置，包括：锅炉炉膛，设置在所述锅炉炉膛中的多个分布式温度采集传感器，智能模糊控制装置，富氧设备；温度采集传感器的具体数量和布置位置根据需要设计；
所述智能模糊控制装置与所述温度采集传感器、所述富氧设备连接，所述智能模糊控制装置根据所述温度采集传感器采集到的温度数据，控制所述富氧设备的运行；所述富氧设备与所述锅炉炉膛连接给炉膛提供富氧空气。
所述富氧设备包括风机、膜装置和真空泵，所述智能模糊控制装置与所述风机和所述真空泵连接；所述风机一端与大气连接，另一端与所述膜装置的进口连接，将空气输入到所述膜装中进行过滤提纯，所述膜装置的出口与所述真空泵连接，将富氧空气通过所述真空泵传输到锅炉炉膛中。
所述富氧设备与所述锅炉炉膛之间依次设置有气水分离系统和预热系统，用来对富氧空气进行气水分离和预加热。
本发明装置中还包括报警系统，分别与所述风机、真空泵、气水分离系统和智能模糊控制装置连接，可以对设备的运行状态进行监控和报警。
有益效果：1、本发明方法和装置能够精确监测分布温度场变化并反馈给智能模糊控制装置验证性评估，控制富氧设备的供氧量和浓度，防止严重结焦产生危害锅炉生产和安全，在节能减排工作中实现很好的经济效益与社会效益；2、本发明方法通过分布式精细温区温度监测反馈，按照燃烧系统大惯性、大迟滞、非线性、多变量等特点，通过多参数智能模糊算法控制装置，能自动调整最佳风燃比，有效避免了多种因素产生结焦。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：本发明所述通过温度场监测控制富氧与复合燃烧的方法，包括如下步骤：
（1）在锅炉炉膛中分布式设置多个温度采集传感器，通过分布式温度采集传感器采集锅炉炉膛中的实时温度场；
（2）在智能模糊控制装置中设置分布式结焦温度的实验数据，将温度采集传感器采集到的实时温度传输到智能模糊控制装置中，与智能模糊控制装置中预设的离散实验数据进行比较，验证最佳风燃比；
（3）智能模糊控制装置根据验证性结果，控制富氧设备的风机与压缩机以调整氧量、浓度等运行参数，从而控制富氧燃烧下的风/燃比。
如图1所示，本发明通过分布式温度场监测与模糊控制富氧与复合燃烧的装置，包括：锅炉炉膛2，设置在所述锅炉炉膛2中分布式温度采集传感器1，智能模糊控制装置3，富氧设备4，报警系统7；具体分布式温度采集传感器1数量根据锅炉炉膛2结构作相应调整；各温分布式温度采集传感器1监控对应温区温度实时变化；所述智能模糊控制装置3与所述分布式温度采集传感器1、所述富氧设备4连接，所述智能模糊控制装置3根据所述温度采集传感器1采集到的温度数据，控制所述富氧设备4的运行；所述富氧设备4与所述锅炉炉膛2连接给炉膛提供富氧空气。
富氧设备包括风机4-1、膜装置4-2和真空泵4-3，所述智能模糊控制装置3与所述风机4-1和所述真空泵4-3连接；所述风机4-1一端与大气连接，另一端与所述膜装置4-2的进口连接，将空气输入到所述膜装置4-2中进行过滤提纯，所述膜装置4-2的出口与所述真空泵4-3连接，将富氧空气通过所述真空泵4-3传输到锅炉炉膛2中。
所述富氧设备4与所述锅炉炉膛2之间依次设置有气水分离系统5和预热系统6。
所述报警系统7分别与所述风机4-1、真空泵4-3、气水分离系统5和智能模糊控制装置3连接。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (5)

1.一种通过温度场监测控制富氧与复合燃烧的方法，包括如下步骤：
（1）在锅炉炉膛中按锅炉防结焦要求分布设置多个温度采集传感器，通过分布的温度采集传感器采集锅炉炉膛中的实时温度场；
（2）在智能模糊控制装置中设置分布结焦温度的实验数据，将分布温度采集传感器采集到的实时温度并行传输到智能模糊控制装置中，与智能模糊控制装置中预设的离散实验数据进行比较，验证最佳风燃比；
（3）智能模糊控制装置根据验证性结果，控制富氧设备的风机与压缩机以调整氧量、浓度等运行参数，从而控制富氧燃烧下的风/燃比。
2.一种通过分布温度场监测控制富氧与复合燃烧的装置，其特征在于包括：锅炉炉膛（2），设置在所述锅炉炉膛（2）中的分布式温度采集传感器（1），智能模糊控制装置（3），富氧设备（4）；
所述智能模糊控制装置（3）与所述分布式温度采集传感器（1）、所述富氧设备（4）连接，所述智能模糊控制装置（3）根据所述温度采集传感器（1）采集到的温度数据，控制所述富氧设备（4）的运行；所述富氧设备（4）与所述锅炉炉膛（2）连接给炉膛提供富氧空气。
3.根据权利要求2所述的通过分布温度场监测控制富氧与复合燃烧的装置，其特征在于：富氧设备包括风机（4-1）、膜装置（4-2）和真空泵（4-3），所述智能模糊控制装置（3）与所述风机（4-1）和所述真空泵（4-3）连接；所述风机（4-1）一端与大气连接，另一端与所述膜装置（4-2）的进口连接，将空气输入到所述膜装置（4-2）中进行过滤提纯，所述膜装置（4-2）的出口与所述真空泵（4-3）连接，将富氧空气通过所述真空泵（4-3）传输到锅炉炉膛（2）中。
4.根据权利要求2所述的通过温度场监测控制富氧与复合燃烧的装置，其特征在于：所述富氧设备（4）与所述锅炉炉膛（2）之间依次设置有气水分离系统（5）和预热系统（6）。
5.根据权利要求2、3或4所述的通过温度场监测控制富氧与复合燃烧的装置，其特征在于：还包括报警系统（7），分别与所述风机（4-1）、真空泵（4-3）、气水分离系统（5）和智能模糊控制装置（3）连接。
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