CN102625891B - 烟道气的光学监测和控制 - Google Patents

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Abstract

多个光学监测系统220，320感测炉1和其排放控制装置的烟道气中的至少一种成分的浓度。监测装置220，320包括至少一个光源221，其用于提供穿过取样区域18的光束223，以产生指示取样区域18中的各种成分的量的组合信号。组合信号可被前馈至排放控制装置上，以便使它们为即将来临的排放做准备。组合信号还可被馈送返回，以调整排放控制装置。它们还可提供给控制单元230，以控制炉1的燃烧器的化学定量关系。这产生了一种减少所释放的排放的量的更高效的系统。

Description

烟道气的光学监测和控制
相关申请的交叉引用
本申请涉及由相同发明人Michael Tanca于本申请相同日期提交的名称为“燃烧器的监测和控制(BURNER MONITOR ANDCONTROL)”的共同待决的美国专利申请。本申请结合了上述申请，就如上述申请以其整体在本文中阐述一般。
发明背景
1.发明领域
本发明涉及燃煤型燃烧系统，并且更具体地说涉及用于精确控制燃煤型燃烧系统排放的烟道气监测系统。
2.相关技术描述
在各种燃煤型燃烧系统中，燃烧受到定位在炉后部的测量装置的监测。典型地，这是氧气传感器。这种测量装置提供了回馈信号，其用于控制燃烧系统中的燃烧。这些传感器倾向于是不精确的，因为它们只在特定传感器位置处测量O2。在若干个位置测量O2将更为精确。
某些系统，尤其是机械系统，花一些时间来起作用。在标准系统中，测量装置确定烟道气的特性，且然后基于所确定的特性而起作用。如果所测量的特性其中之一是排放气体的高浓度，那么合适的污染控制系统会起作用，以便在气体离开燃烧系统之前降低气体的浓度。在当气体被检测时和当气体浓度实际减少时之间存在某些时延。将有利的是使系统，例如排放控制系统，接收所测量的烟道气特性的提前通知，从而使得其可“斜坡上升起作用(ramp up)”并减少系统时延。
因而，所需要的是用于对遍及与锅炉燃烧系统相关联的取样区域的燃烧条件进行精确测量的方法和设备。这种测量优选地提供了改进的控制，因而导致了提高的效率。
本发明的概要
本发明可体现为一种高效的燃烧系统1000，其用于监测来自炉1的烟道气的至少一种成分的特性，炉1燃烧固体燃料、主空气和辅助空气，这种设备具有光学监测装置220。
光学监测装置220包括多个用于提供光束223的光源221，光束穿过取样区域18中的烟道气。
若干个检测器222各检测一条光束223，并提供感测的信号。
电子单元225联接在检测器222上，并设置为将来自检测器222的感测的信号组合起来，以评估取样区域18中的至少一种成分的特性，并使用评估来调整炉1的操作。
控制单元230联接在光学监测装置220上，并接收组合信号。其基于组合信号中所指示的需求而控制燃料供给5、主空气供给6和辅助空气供给7通向炉1的流动。
本发明还可体现为一种高效的燃烧系统1000，其具有用于产生烟道气的炉1，炉1具有上游光学监测装置220，其用于对烟道气进行取样，并且用于第一成分在其位置处的浓度且产生上游浓度信号。
其包括下游光学监测装置320，该装置用于对烟道气进行取样，并且用于第一成分且产生下游浓度信号，其指示烟道气中的第一成分在其位置处的浓度。
能够降低烟道气中的第一成分的浓度的排放控制系统300定位在监测装置220，320之间并联接在监测装置220，320上。排放控制系统300接收烟道气，并且排放控制装置接收上游浓度信号并利用它调整其关于有待接收的将来烟道气浓度的将来操作，并利用下游浓度信号调整其当前操作。
本发明可进一步体现为一种高效的燃烧系统1000，其具有用于产生烟道气的炉1和若干个串联连接的排放控制系统。排放控制系统和炉通过管道而连接。
控制单元230联接在炉上，并操作以控制通向炉1的燃料流、主空气和辅助空气。
该系统包括至少一个具有若干个光源221的监测装置220，其中各个光源221使光束传递穿过烟道气而到达相对应的检测器222。各个检测器222产生若干个感测的信号，感测的信号被组合，以提供指示烟道气中的某一成分的浓度的信号。监测系统将组合信号发送给控制单元230，以控制炉1来最大限度地降低烟道气中的所排放的成分的浓度。
可选地，遍及整个系统使用若干个监测装置对一种或多种成分进行取样。这些可用作前馈信号，以便为下游排放控制装置给予排放浓度的提前通知，或者为上游排放控制装置提供回馈。
另外，可将回馈信号发送给控制器230，其控制炉1的操作，并且调整氧气浓度和/或燃烧温度，以调整NOX和汞的排放。
图纸简要说明
在说明书的结论部分的权利要求中特别指出并明确申明了被视为本发明的主题。从以下结合附图所作的详细说明中，本发明的前述及其它特征和优势显而易见，其中：
图1描绘了现有技术燃烧系统的一部分的示意图；
图2描绘了根据本发明的燃烧系统的一个实施例的一部分的示意图；
图3描绘了管道的横截面图，其显示了根据本发明的燃烧监测系统的一个实施例；且
图4描绘了本发明的一个实施例的示意性的方框图，其被并入到具有若干个排放控制装置的燃烧系统中。
本发明的详细说明
公开了一种用于对燃烧系统的燃烧条件、烟道气成分提供精确监测并基于该监测而控制燃烧系统和/或排放控制装置的方法和设备。在这里提供的各种非限制性的实施例中，燃烧系统是燃烧固体燃料、气体燃料或液体燃料的燃烧系统。燃烧系统可以是组合的炉和锅炉或蒸汽发生器。然而，本领域中的技术人员将认识到，所提供的实施例仅仅是说明性的，而非本发明的限制。
本方法和设备利用了光学检测系统。这里提供的光学信号发出和检测系统被简单地称为“监测系统”。通常，监测系统包括用于执行各种相关功能的各种构件。这些构件可包括多个光源，例如激光器、多个传感器、控制单元、计算机构件、软件(即，储存在机器可读介质上的机器可执行指令)、信号发出装置、马达操作控制器、至少一个电源以及其它这种构件。监测系统为与取样区域相关的至少一种气体成分提供了多个测量。该多个测量提供了尤其是取样区域中的气体成分-例如与燃烧器(即喷嘴)相关的气体成分-的测量。这些测量可在多个位置通过使用光学传感技术来执行，因而为燃料燃烧提供了局部化的更具响应性的测量。当然，监测系统还可被视为一种控制系统。更具体地说，来自监测系统的测量数据可用于控制燃烧系统和排放控制装置的各方面。因此，至少出于这个原因，监测系统可被认为是一种控制系统或至少是控制系统的一部分。
现在转到图1，其显示了现有技术的炉1的一部分的侧面正视图。这里未显示排放控制装置。固体燃料，例如粉煤被夹带在主空气的射流中，并通过控制单元14提供给燃烧室2。
强制通风(FD)鼓风机16提供主空气以及将也提供给控制单元14的辅助空气提供至辅助空气入口7中。空气和燃料在燃烧室2中进行燃烧。热的烟道气产生，并被传出尾道3。
在全文中，诸如“下游”的方向意味着烟道气流的一般方向。类似地，词语“上游”是与“下游”方向相反的，与烟道气流的方向相反延伸。
氧气(O2)传感器111感测氧气浓度，并将信号传递给检测器112，以确定O2是否处于合适的水平。如果不是，检测器112促使控制单元14调整燃料流、主空气流和辅助空气流。
图2显示了装备了监测装置220的炉1的一部分。如下所述的带有额外功能的控制单元230替代控制单元14，并且用于为炉1的所有燃烧器24控制燃料供给5、主空气供给6和辅助空气供给7。
除了结合图1所述的部件之外，其包括多个光源221，光源221可以是穿过烟道的被称为取样区域18的一部分的光源。
光源221提供光束223，其穿过烟道气和取样区域18，并且由相对应的多个检测器222进行检测。当光束穿过烟道气时，存在对烟道气中的成分的各种波长特征的吸收。
光源221联接在电子单元225上，以提供所接收的光学信号的特征并确定成分、它们的浓度以及烟道气中的物质的其它物理方面。电子单元225提供了对位于光源221和相对应的检测器222之间的取样区域18的物理方面的评估。
本发明使用光源221和检测器222来测量和评估存在于取样区域18中的气体物类，例如一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、汞(Hg)、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、二氧化氮(NO2)、三氧化氮(NO3)和氧气(O2)。SO2和SO3被总称为SOX。类似地，NO2和NO3被总称为NOX。
在本发明的一个实施例中，光源221和检测器222及电子单元225替代了O2传感器111和控制单元14的功能。
在本发明的一个备选实施例中，光源221和检测器222及电子单元225补充了O2传感器111和控制单元14的功能。
在各种实施例中，监测装置220提供了对局部化气体成分的测量，并提供可馈送返回炉1以控制燃烧的监测信号中的至少一个。
信号还可前馈给排放控制装置，从而提供烟道气中的成分(污染物)的提前通知，使它们可快速地“斜坡上升起作用”，以去除该成分。
作为非限制性的示例，根据情况，来自燃料供给5、主空气供给6和辅助空气供给7的燃料和/或空气流可经过调整，以给予最佳的炉燃烧和/或环境性能。另外，提供给系统的整个燃烧空气可通过调整FD鼓风机16而进行控制。因此，回馈信号和/或前馈信号的使用允许系统调整燃烧和排放控制装置的操作。
出于解释的便利，监测装置220可被认为产生“测量数据”、“监测数据”、“特征数据”等等。可由监测装置220产生的回馈信号和前馈信号中的各个都包括这样的数据形式。
图3描绘了管道的横截面图，其显示了根据本发明的燃烧监测装置220的一个实施例。
当烟道气穿过尾道3(管道)时，光源221使光束223通过取样区域18传递至检测器222。烟道气中的成分吸收不同的波长。因此，必须选择光源221，以便在意图被测量的成分的吸收带中进行传播。因此，如果O2是有待测量的成分，那么必须有在覆盖了以被O2吸收为特征的频带的频带中进行传输的激光器221。
现有技术传感器的问题是其将只提供在特定位置的点位测量。为了提供精确的整体读数，将需要许多传感器。这将是昂贵且不可行的。本发明沿着若干个穿过取样区域的光束223进行取样。由检测器222感测的读数经过平均，以便为取样区域18上的成分的平均浓度提供更精确的表现。
可选地，某些读数可比其它读数具有更大的权重。例如，来自穿过取样区域18中心的光束223的读数可比周边上的读数具有更大的权重。
类似地，如本领域中普遍已知的那样，可修改监测装置220以检测SO2、SO3、汞气、NO2、NO3、CO2以及其它排放。这些将参照图4进行论述。
电子单元225接收来自检测器222的信号，并计算各种实体的存在和数量。例如，电子单元225可计算特征频率的衰减，以生成吸收频谱。该频谱可与例如烟道气中的O2相匹配。这样如本领域中众所周知的那样，与整个接收信号相关的光学吸收度将指示O2的浓度。
基于给定实体的计算量或若干个实体的比率，可确定动作。例如，如果在烟道气中检测到太多的O2，那么可使图2的FD鼓风机16减慢，或者使空气分流，从而减少提供给系统的空气和O2的量。
在所示的实施例中，所有光源221彼此平行，并且在光源221和其相对应的检测器222之间具有相同的距离。
光源221可以可选地布置在其它定向上，并且在它们之间具有不同的距离。在这种情况下，电子单元225将具有预储存的、关于各个激光器221和其相对应的检测器222之间的距离的信息。在(光)源和检测器之间的间距指示吸收光的干涉成分的量。因此，如果不同的激光器221、检测器222在它们之间具有不同的距离，则应该相应地调整读数。
浓度以及其它物理特性的评估可利用本领域中已知的技术来执行。示例性的技术包括信号衰减、信号吸收、荧光以及其它形式的波长变换、散射的评估以及其它这种技术。
图4描绘了本发明的一个实施例的示意性的方框图，其被并入到具有若干个污染控制装置的燃烧系统中。
燃烧装置1燃烧燃料，并产生烟道气，烟道气向下游传递至排放控制装置。这些可以是提供氨和/或胺流以还原烟道气中的NO2，NO3的选择性催化还原(SCR)系统和/或选择性非催化还原(SNCR)系统300、从烟道气中去除SO2，SO3的洗涤器系统400、利用活性炭或添加剂从烟道气中去除汞气物类的汞(Hg)控制系统500和从烟道气中去除颗粒物质的颗粒去除系统600。在这个实施例中，使用了静电滤尘器(ESP)，然而可使用任何类型的颗粒去除设备。烟囱810调整离开系统的烟道气的流。
上面论述的第一监测装置220放置在刚好炉1的下游。监测装置220，320，420，520，620，720可构造为用以监测气体成分，例如O2、CO2、SOX、NOX、Hg、未燃烧的燃料和颗粒物质。控制系统330，430，530结合其它设备起作用，从而控制所监测的成分的释放。
如果存在异常大量的任何这些所产生的成分，那么合适的下游控制单元330，430，530，630应具有提前通知，以处理大浓度的成分。这容许排放控制系统有时间准备和起作用。
因此，监测装置220，320，420，520，620为下游元件提供了前馈信号。类似地，监测装置220，320，420，520，620和720还为上游控制装置230，330，430，530，630和730提供了回馈信号，使得排放控制装置可检查它们多好地控制着成分的排放并相应地进行调整。下面将对各自分开进行描述。
监测装置320，420，520，620和720可构造为与图3中所示的监测装置220相似，从而监测烟道气流中不同的横截面取样区域18。因为监测装置720测量烟道气中的颗粒物质，所以其测量穿过烟道气的激光透射率，这与查看吸收频谱相反。
监测装置220为控制单元230提供回馈信号，以便进一步调整FD鼓风机16的输入和炉1的操作参数，例如燃料流量、主空气流量和辅助空气流量。例如，监测器220监测O2、CO、CO2、NOX、Hg和未燃烧的燃料中的至少其中一个，并提供指示如何调整从FD鼓风机16输入系统的空气的信号。其还可为炉1提供指示如何调整主空气流和辅助空气流的信号。这通常通过调整空气风门和燃料流量阀来完成。
监测装置220还监测NOX水平，并在前馈信号中将这些水平提供给控制器330。这些NOX水平为控制器330和喷射器340提供了喷射到SCR/SNCR310中的胺的近似量的超前指示。监测装置220还可发送O2水平，其还可提供接下来的内容的指示。
监测装置320监测具有SCR/SNCR室310的SCR/SNCR系统300的下游的NOX成分。监测装置320为SCR/SNCR系统300的控制单元330提供回馈信号，以指示SCR室310的下游的NOX水平。控制器330然后基于来自监测装置320的输入和可选地来自监测装置220的输入而重新调整由储罐340提供的材料的量。
监测装置320还可测量SOX排放，并为洗涤器系统400的控制单元430提供前馈信号，该信号指示洗涤器系统400不久将经受的SOX的量。
类似地，监测装置420将监测离开洗涤罐410的烟道气中的SOX水平。具有SOX水平的信号提供给控制单元430，以促动喷雾器440来重新调整喷入到洗涤罐410中的用于减少SOX排放的石灰石浆或干碱试剂的量。
控制单元430还可考虑由监测装置320提供的前馈信号。
类似地，Hg去除系统500的控制单元530可接收来自监测装置420的指示上游Hg水平的前馈信号，以及来自监测装置520的指示下游Hg水平的回馈信号。控制单元530计算对喷射器540的调整，以便基于所接收的输入而调整引入Hg去除室510中的吸附剂的量。
监测装置520，620还可分别检测(CO2去除系统600)上游和下游的CO2水平，并为CO2去除系统600的控制单元630提供指示所检测水平的信号。控制单元630然后计算要喷射的合适的材料量(冷却的氨或其它CO2去除材料)，以从烟道气中去除CO2。控制单元630促动CO2去除系统600的喷射器640，以便喷射合适的量的材料。
监测装置620，720在颗粒去除系统700的上游和下游监测所释放的颗粒材料的量，并提供指示这些水平的信号。这些信号提供给颗粒去除系统700的另一控制单元730，其可为颗粒去除装置-例如这个实施例中所示的静电滤尘器(ESP)710-提供调整。可选地，其可基于来自监测装置620，720的输入而限制烟道气或使烟道气改变线路而穿过另一颗粒去除装置(未显示)，直至已经去除足够的颗粒材料。
前馈信号被描述为来自所监测的成分，其位于接收信号的装置的直接上游。将理解的是，来自烟道气中的所监测成分的前馈信号可发送给定位在下游任何地方的一个或多个装置。类似地，来自烟道气中的所监测成分的回馈信号可发送给定位在上游任何地方的一个或多个装置。
监测信号由污染控制装置用于优化燃料、氨、胺、吸附剂和/或其它添加剂的使用，以减少污染物的释放。这可在炉1的性能和/或操作成本方面提供相当大的改善。
许多现有技术系统已经试图独立地优化各个污染控制装置。然而，一个或多个参数可能会影响若干种类型的排放。因此，同时优化若干个排放控制装置对于整个系统具有比独立地优化所有排放控制装置更大的效果。
已知的是，NOX排放的量依赖于燃烧期间存在的氧气的量。燃烧时存在的氧气的量对于所排放的Hg的量也具有影响。
类似地，所排放的NOX和汞的量高度依赖于燃烧温度。因此，通过调整炉1中的氧气的量或通过调整炉1的温度，可调整NOX和汞的量。
监测装置220，320测量相对于SCR/SNCR去除系统300的上游和下游NOX浓度。指示上游NOX浓度的信号通过监测装置220提供给控制单元230。类似地，监测装置320提供指示下游NOX浓度的信号。
类似地，监测装置420，520测量相对于汞去除系统500的上游和下游汞浓度。指示上游汞浓度的信号通过监测装置420提供给控制单元530。类似地，监测装置520提供指示下游汞浓度的信号。
控制装置230适合于计算针对各种燃烧器和燃烧器水平的燃料流、主空气流和辅助空气流的化学定量关系(stoicheometry)，以便提供最佳的用氧量和最佳的燃烧温度，以最大限度地减少排放的NOX和汞两者。
在这样描述了本发明的各个方面的条件下，本领域中的技术人员将认识到，本发明的优点特征包括但不局限于：直接在燃烧器高度之上使用光源栅格测量来自炉的气体成分；可用于各个燃烧器高度处或各个燃烧器高度以上的炉的光学监测设计，其测量气体物类，以控制局部燃烧器化学定量关系；利用激光栅格测量而控制炉中燃烧的能力；利用炉出口处的光源对锅炉燃烧进行主要控制，以控制对燃烧器的空气供给；在烟道气体出口处测量气体成分的改进的非栅格设计；利用激光栅格测量的下游排放控制系统的控制；使用炉中NOX的测量值作为管理对SCR或SNCR的氨或胺的流供给速度的前馈信号；以及使用炉中SOX和CO2的测量值作为前馈的监测信号，以管理对洗涤器的吸附剂供给速度；用于去除汞的激光测量以及对获得CO2成分的激光控制。
应该认可的是，监测装置220可以部署为多个监测系统。此外，监测装置220可用于燃料流、空气、燃烧和/或排气中的任何地方，以便取得所需的控制水平。此外，可产生以两维或三维描述的光束123。
光源可以是任何激光器，其以条带形式发送光，用于检测烟道气中所需的成分。这可包括所有类型的气体和物类的激光器。检测技术可基于信号频率的调制或信号波长以及信号衰减。通常，监测装置220的实施例包括通过发出激光光束来使其穿过气体样本并测量被吸收的激光的量来测量气体浓度的设备。然而，可调整光源和检测器波长，以检测多种波长处的吸收。这些特性为激光检测器赋予了良好的特性组合，包括选择性和灵敏度。
激光器监测的优点包括表征气体成分的能力。也就是说，可调激光器通常发射电磁波谱的近红外(NIR)区域中的光。许多燃烧气体吸收NIR中的光，并且可由若干条单独的“吸收线”来表征。可调激光器可经过调整，以选择单个目标气体的吸收线，其不与来自任何其它气体的吸收线交迭。因此，激光器气体感测可被认为是与气体取样相关而为选择性的。多种其它技术优点对于本领域中的技术人员是已知的。此外，可调激光器是相对较廉价的。因此，监测装置220是具有成本效率的，并且容易维护。
示例性的可调激光器由马萨诸塞州沃本市的Aegis半导体公司生产。在2005年2月10日公布的名称为“非常低成本的窄带红外传感器(Very Low Cost Narrow Band Infrared Sensor)”的美国专利申请公开No.US/2005/0030628A1中公开了一种以热的方式可调的滤光器的一个非限制性的示例，该申请的公开通过引用而以其整体结合在本文中。该申请提供了一种用于检测样本区域中的化学物的光传感器，其包括用于产生光并用于引导光穿过样本区域的发射器。该传感器还包括检测器，其用于在光穿过样本区域之后接收光，并用于产生与检测器所接收的光相对应的信号。该传感器还包括设置在发射器和检测器之间的热学滤光器。滤光器具有可调的通带，其用于有选择地过滤来自发射器的光。滤光器的通带可通过改变滤光器的温度而进行调整。该传感器还包括控制器，其用于控制滤光器的通带，并用于接收来自检测器的检测信号。控制器调节滤光器的通带，并分析检测信号以确定是否存在化学物的吸收峰值。
本领域中的技术人员将认识到，前面仅仅是激光器121的一个实施例，而且可实践多种其它实施例。因此，应该认识到，术语“光”指用于实践本文的教导的任何波长的电磁辐射。通常，电磁辐射可包括传统上被认为是微波、红外线、可见光、紫外线、X-射线和伽玛射线中的至少一个的波长或波长带。然而，实际上，为光学信号选择的波长或波长带通常被分类为红外线、可见光、紫外线或它们的子类中的至少一种。
此外，人们应该认识到，激光器21通常通过辐射的受激发射而提供光的放大。也就是说，典型的激光器以具有明确限定的波长的窄的低发散的单色束发射光。然而，这种限制对于实践本文的教导而言不是必须的。简而言之，可使用呈现了用于评估测量数据的足够特性的任何光束。足够性的确定可基于多种因素，包括设计者、用户、所有者的观点以及其它方面。因此，激光器21不需要精确地呈现如传统上限定的激光性能。
本发明可作为对现存燃烧系统的改型部分来提供。例如，监测和控制系统100可安装在现存的构件上，并与现存控制器集成。因此，利用本文教导的系统还可包括计算机软件(即，储存在机器可读介质上的机器可读指令)。软件可用作现存控制器软件(和/或固件)的补充，或用作独立的组件。
此外，可提供套件，并且其包括对于成功安装和操作可能需要的所有其它必要的构件。其它构件的示例包括但不局限于电线、电源、马达和/或人工操作的阀、计算机接口、用户显示器、相配的电路、相配的外壳、继电器、变压器以及其它这种构件。
因此，提供了一种燃烧系统，其在锅炉出口处包括至少一个光学检测器，以测量气体物类，例如氧气。处于两个位置的两个系统的目的尤其是借助锅炉出口处的激光器来控制通向锅炉的整个空气流，并且利用安装在各个燃烧器附近的光源而提供对锅炉燃烧器的局部控制。
在本发明的各种部件的功能和操作方面都可使用软件。例如，电子单元(图1，2的102)和图1，3的控制单元可采用这种软件。该软件可结合计算机可读介质来提供，可包括任何类型的介质，例如，诸如磁存储器、光存储器、磁-光存储器、ROM、RAM、CD ROM、闪存或任何其它现在已知或未知的计算机可读介质，其在被执行时促使计算机执行本发明的方法并操作本发明的设备。可提供这些指令以用于用户认为相关的设备操作、控制、数据采集和分析以及其它功能。
虽然已经参照示例性的实施例描述了本发明，但是本领域中的技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可做出各种变化，并且等效物可替代其元件。另外，在不脱离本发明的本质范围的情况下，可做出许多修改，使特殊的情形或材料适应本发明的教导。因此，本发明并不意图局限于作为被认为是实现本发明的最佳模式而公开的特殊的实施例，而是本发明将包括落在所附的权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (11)

1.一种用于监测来自炉(1)的烟道气中的至少一种成分的浓度的燃烧和气体控制系统(1000)，所述炉燃烧固体燃料、主空气和辅助空气，所述燃烧和气体控制系统包括：
定位在所述炉(220, 320, 420, 520, 620, 720)的下游的至少一个下游光学监测装置，其包括：
       多个光源(221)，其用于提供在取样区域(18)中穿过所述烟道气的光束(223)，和
       多个检测器(222)，其各用于检测光束(223)并用于提供感测的信号，
       电子单元(225)，其联接在所述检测器(222)上，设置为用来将来自所述检测器(222)的感测的信号组合起来，以提供指示所述取样区域(18)中的所述至少一种成分的浓度的组合信号；和
多个排放控制系统(300, 400, 500, 600, 700)，其位于所述至少一个下游光学监测装置(220, 320, 420, 520, 620, 720)的下游，并且联接到所述至少一个下游光学监测装置(220, 320, 420, 520, 620, 720)，适于接收来自所述下游光学监测装置(220, 320, 420, 520, 620, 720)的指示所述至少一种成分的浓度的至少一个组合信号，以及使用该至少一个组合信号来关于所述成分中的第一成分针对将来操作为其做准备。
2.根据权利要求1所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，所述至少一个光源(221)包括激光器。
3.根据权利要求1所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，所述至少一种成分选自由以下成分组成的组：
二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、二氧化氮(NO2)、三氧化氮(NO3)、汞(Hg)和二氧化碳(CO2)、汞(Hg)和悬浮颗粒。
4.根据权利要求1所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，所述至少一个排放控制系统(300, 400, 500, 600, 700)选自由以下系统组成的组：
选择性催化还原(SCR)系统(300)、选择性非催化还原(SNCR)系统(300)、洗涤器系统(400)、汞控制系统(500)、CO2去除系统(600)和颗粒去除系统(700)；和
至少一个额外的光学监测装置(220, 320, 420, 520, 620, 720)，其用于产生指示烟道气中的另一种成分的浓度的第二组合信号，并利用所述第二组合信号来调整所述炉(1)的操作。
5.根据权利要求1所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，所述光束(223)中的至少一个在其穿过所述取样区域(18)时并不是水平的。
6.根据权利要求1所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，包括：
定位在所述至少一个下游光学监测装置(320, 420, 520, 620, 720)的上游的上游光学监测装置(220, 320, 420, 520, 620)，所述上游光学监测装置(220, 320, 420, 520, 620)能够操作以对所述烟道气进行取样，在第一位置处测量被取样的烟道气中的至少第一成分的量，以及由所述第一位置处的测得量产生上游浓度信号；
所述下游光学监测装置(320, 420, 520, 620, 720)，其适于对所述烟道气进行取样，在相对于所述第一位置处于下游的第二位置处测量至少所述第一成分的量，以及由所述第二位置处的测得量产生下游浓度信号；
定位在所述上游光学监测装置和下游光学监测装置之间并联接在它们上的至少一个排放控制系统(300, 400, 500, 600, 700)，所述排放控制系统(300, 400, 500, 600, 700)能够接收烟道气并减少所述烟道气中的所述第一成分的量，所述排放控制系统(300)接收所述上游浓度信号，并利用该上游浓度信号为其关于有待接收的将来烟道气浓度的将来操作做准备，并利用所述下游浓度信号调整其当前操作。
7.根据权利要求6所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于：
所述至少一个上游光学监测装置(220, 320, 420, 520, 620)能够操作，以便产生指示所述烟道气中的第二成分在该至少一个上游光学监测装置的位置处的浓度的第二上游浓度信号；
所述至少一个下游光学监测装置(320, 420, 520, 620, 720)能够操作，以产生指示所述烟道气中的所述第二成分在该至少一个下游光学监测装置的位置处的浓度的第二下游浓度信号；以及
所述至少一个排放控制系统(300, 400, 500, 600, 700)能够操作，以降低所述烟道气中的所述第二成分的浓度，以及接收所述第二上游浓度信号，并利用所述第二上游浓度信号调整其关于有待接收的所述第二成分的将来烟道气浓度的将来操作，并利用所述下游浓度信号调整其当前操作。
8.根据权利要求6所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，所述第一成分选自由以下成分组成的组：
二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、二氧化氮(NO2)、三氧化氮(NO3)、汞(Hg)和二氧化碳(CO2)、汞(Hg)和悬浮颗粒。
9.根据权利要求7所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，所述第二成分选自由以下成分组成的组：
二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、二氧化氮(NO2)、三氧化氮(NO3)、汞(Hg)和二氧化碳(CO2)、汞(Hg)和悬浮颗粒。
10.根据权利要求6所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，所述排放控制系统选自由以下系统组成的组：
NOX去除系统(300)、SOX去除系统(400)、汞去除系统(500)、CO2去除系统(600)和颗粒去除系统(700)。
11.根据权利要求7所述的燃烧和气体控制系统(1000)，其特征在于，所述第二排放控制系统选自由以下系统组成的组：
NOX去除系统(300)、SOX去除系统(400)、汞去除系统(500)、CO2去除系统(600)和颗粒去除系统(700)。
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