CN107631321B - 一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法 - Google Patents

一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107631321B
CN107631321B CN201710697808.3A CN201710697808A CN107631321B CN 107631321 B CN107631321 B CN 107631321B CN 201710697808 A CN201710697808 A CN 201710697808A CN 107631321 B CN107631321 B CN 107631321B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal
mixed
raman
combusted
burner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710697808.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107631321A (zh
Inventor
向军
徐俊
苏胜
胡松
汪一
许凯
唐浩
周敬
张晨浩
熊哲
卿梦霞
刘佳薇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WATSON ENERGY TECHNOLOGY (LANGFANG) Co.,Ltd.
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201710697808.3A priority Critical patent/CN107631321B/zh
Publication of CN107631321A publication Critical patent/CN107631321A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107631321B publication Critical patent/CN107631321B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明涉及一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法。所述系统包括拉曼光谱仪、拉曼光谱解析器、服务器、混配煤控制器和燃烧器控制器。拉曼光谱仪用于生成待混配煤拉曼光谱及待燃烧煤拉曼光谱;拉曼光谱解析器用于解析待混配煤拉曼光谱生成待混配煤拉曼光谱特征参数,及解析待燃烧煤拉曼光谱生成待燃烧煤拉曼光谱特征参数;服务器用于根据待混配煤拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,以控制混配煤控制器调节原煤混配,及根据待燃烧煤拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息,以控制燃烧器控制器调节原煤燃烧。本发明技术方案能够在线检测燃煤的煤质特性与燃烧特性,并对燃煤混配和燃烧进行自动化控制调整,提高燃煤的燃烧效率。

Description

一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法
技术领域
本发明涉及燃煤控制技术领域,具体涉及一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法。
背景技术
目前国内电厂以燃煤电厂为主,而燃煤电厂的效率及运行稳定状况与所燃煤煤质特性及其燃烧特性有直接关系。燃煤电厂锅炉的燃烧效率与所燃煤燃烧特性及燃烧条件密切相关,一般电厂的调节也是从这两个角度进行调节,一方面是对原煤进行混合,使混配煤的燃烧特性更加接近燃煤锅炉的设计煤种。另一方面通过改变燃烧条件如一二次风风量、风速、角度等来达到燃烧的调整。而这些调整方案都是根据燃煤的煤质特性及燃烧特性来进行综合评判最终确定。
电厂入厂煤的煤质特性目前通常采用传统的元素分析及工业分析方法,所测得的煤质成分结果虽然准确,但是测试周期较长,无法与智能控制系统进行耦合而实现在线检测与控制。此外元素分析及工业分析参数预测煤粉的燃烧特性的精确度具有一定局限性,直接应用于控制系统较难实现精确的燃烧调控。
此外,电厂入炉前的煤粉特性一般直接默认为是混煤后的煤质特性,实际上在混煤的过程中可能存在混煤不均等状况,导致入炉煤的煤质特性具有一定的波动性。
发明内容
为了能够在线检测燃煤的煤质特性与燃烧特性,并对燃煤混配和燃烧进行自动化控制调整,提高燃煤的燃烧效率,本发明提供一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法。
一方面,本发明提供了一种煤粉燃烧在线检测控制系统,该系统包括:拉曼光谱仪、拉曼光谱解析器、服务器、混配煤控制器和燃烧器控制器;
所述拉曼光谱仪,用于生成输煤皮带上原煤的待混配煤拉曼光谱,以及生成燃烧器喷口前原煤的待燃烧煤拉曼光谱;
所述拉曼光谱解析器,用于解析所述拉曼光谱仪传输的所述待混配煤拉曼光谱,生成待混配煤拉曼光谱特征参数,以及解析所述待燃烧煤拉曼光谱,生成待燃烧煤拉曼光谱特征参数;
所述服务器,用于根据所述拉曼光谱分析器传输的所述待混配煤拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,以及根据所述待燃烧煤拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息;
所述混配煤控制器,用于根据所述服务器传输的所述混配煤控制策略信息控制煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配;
所述燃烧器控制器,用于根据所述服务器传输的所述燃烧器控制策略信息控制燃烧器,以调节原煤燃烧。
本发明的有益效果是,通过对燃煤混配及燃烧系统中的待混配煤和待燃烧煤进行取样分析,获得其拉曼光谱特征参数,原煤的拉曼光谱特征参数可以反映其煤质特性及燃烧特性,并且拉曼光谱的检测速度较快,精度较高。服务器根据待混配煤的拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,通过混配煤控制器控制原煤混配系统中的煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配,以及根据待燃烧煤的拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息,通过燃烧器控制器控制原煤燃烧系统中的燃烧器,以调节原煤燃烧。因此可以实现在线检测待混配煤和待燃烧煤的煤质特性及燃烧特性,通过反馈及控制策略计算,实现在线自动化混配煤及燃烧策略的双控制。并且,由于同时检测了待混配煤和待燃烧煤的特性,可以提高系统控制精度。
另一方面,本发明提供了一种煤粉燃烧在线检测控制方法,该方法包括如下步骤:
S10:拉曼光谱仪生成输煤皮带上原煤的待混配煤拉曼光谱,以及生成燃烧器喷口前原煤的待燃烧煤拉曼光谱;
S20:拉曼光谱解析器解析所述待混配煤拉曼光谱,生成待混配煤拉曼光谱特征参数,以及解析所述待燃烧煤拉曼光谱,生成待燃烧煤拉曼光谱特征参数;
S30:服务器根据所述待混配煤拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,以及根据所述待燃烧煤拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息;
S40:混配煤控制器根据所述混配煤控制策略信息控制煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配,燃烧器控制器根据所述燃烧器控制策略信息控制燃烧器,以调节原煤燃烧。
本发明的有益效果是,通过对燃煤混配及燃烧系统中的待混配煤和待燃烧煤进行取样分析,获得其拉曼光谱特征参数,原煤的拉曼光谱特征参数可以反映其煤质特性及燃烧特性,并且拉曼光谱的检测速度较快,精度较高。服务器根据待混配煤的拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,通过混配煤控制器控制原煤混配系统中的煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配,以及根据待燃烧煤的拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息,通过燃烧器控制器控制原煤燃烧系统中的燃烧器,以调节原煤燃烧。因此可以实现在线检测待混配煤和待燃烧煤的煤质特性及燃烧特性,通过反馈及控制策略计算,实现在线自动化混配煤及燃烧策略的双控制。并且,由于同时检测了待混配煤和待燃烧煤的特性,可以提高系统控制精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种煤粉燃烧在线检测控制系统的结构框图;
图2为本发明实施例的一种煤粉燃烧在线检测控制系统的结构框图;
图3为本发明实施例的混煤制粉装置的结构框图;
图4为本发明实施例的一种煤粉燃烧在线检测控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1所示,本发明实施例提供的一种煤粉燃烧在线检测控制系统包括:拉曼光谱仪、拉曼光谱解析器、服务器、混配煤控制器和燃烧器控制器。
煤场的原煤经煤场取煤器采集至输煤皮带,再由输煤皮带混配、传输,并将原煤最终输送至锅炉的燃烧器进行燃烧。
所述系统还优选地包括设置于输煤皮带上和燃烧器喷口前的取煤器;所述取煤器用于采集原煤样品,供所述拉曼光谱仪进行拉曼光谱分析。取煤器分别抓取输煤皮带上的煤及燃烧器喷口前的煤粉,并将取得的煤压至圆形盛样装置中并抹平,再将盛有煤样的圆形盛样装置送至拉曼光谱仪进行拉曼光谱检测。
所述拉曼光谱仪,用于生成输煤皮带上原煤的待混配煤拉曼光谱,以及生成燃烧器喷口前原煤的待燃烧煤拉曼光谱。
拉曼光谱仪进行拉曼光谱的检测时,采用显微共焦技术,且具有自动对焦,测试时由电脑控制,并随机在煤样表面打取5-10个点,以提高测试结果的精确性。
所述拉曼光谱解析器,用于解析所述拉曼光谱仪传输的所述待混配煤拉曼光谱,生成待混配煤拉曼光谱特征参数,以及解析所述待燃烧煤拉曼光谱,生成待燃烧煤拉曼光谱特征参数。
拉曼光谱解析器接收拉曼光谱仪的测试数据,并对原煤的拉曼光谱进行解析,解析的过程包括基线的矫正,分峰处理以及峰面积等参数的计算。
所述服务器,用于根据所述拉曼光谱分析器传输的所述待混配煤拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,以及根据所述待燃烧煤拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息。
所述混配煤控制器,用于根据所述服务器传输的所述混配煤控制策略信息控制煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配。
所述燃烧器控制器,用于根据所述服务器传输的所述燃烧器控制策略信息控制燃烧器,以调节原煤燃烧。
燃烧器控制器优选为分散控制系统(DCS)燃烧器控制器,分散控制系统能够对具有分散生产过程,例如具有多个燃烧器的火力发电厂的生产过程进行有效控制。
煤粉在燃烧过程中,其燃烧特性取决于煤质成分、煤粉结构以及燃烧条件,其中煤质成分及煤粉结构是煤粉的固有特性,而燃烧条件通常指气氛、温度等燃烧外界条件,煤粉达到高效稳定燃烧需要煤粉的固有特性与外界条件相匹配。对于特定的燃煤锅炉,在锅炉设计时,会有特定的设计煤种,也即针对于特定的某一台锅炉,燃烧特定的煤种,其效率会达到比较理想的状况。然而,中国的实际状况是煤种多且杂,电厂所燃用的煤种也不能由电厂确定。因此存在着入厂煤与锅炉设计煤种差异较大的情况。在这种情况下,要保证锅炉稳定高效运行,通常采用的是混配煤及燃烧调整来进行控制。混配煤即通过将不同特性的煤种进行混合配成与设计煤种性质相似的煤种进行燃烧。燃烧调整则是通过调节燃烧器的工况,包括风速、摆角、一二次风的配比等,来优化燃烧条件达到较理想的燃烧状况。燃烧调整通常是基于所燃煤的燃烧反应性进行的,而煤粉的燃烧反应性又与煤粉的煤质成分及化学结构密切相关。而混配煤的方案也是根据已有煤的煤质成分及化学结构特性来确定的。
在本实施例中,通过对燃煤混配及燃烧系统中的待混配煤和待燃烧煤进行取样分析,获得其拉曼光谱特征参数,原煤的拉曼光谱特征参数可以反映其煤质特性及燃烧特性,并且拉曼光谱的检测速度较快,精度较高。服务器根据待混配煤的拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,通过混配煤控制器控制原煤混配系统中的煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配,以及根据待燃烧煤的拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息,通过燃烧器控制器控制原煤燃烧系统中的燃烧器,以调节原煤燃烧。因此可以实现在线检测待混配煤和待燃烧煤的煤质特性及燃烧特性,通过反馈及控制策略计算,实现在线自动化混配煤及燃烧策略的双控制。并且,由于同时检测了待混配煤和待燃烧煤的特性,可以提高系统控制精度。
优选地,如图2所示,所述服务器包括处理器、拉曼-煤质关联数据库和混配煤策略数据库。所述拉曼-煤质关联数据库用于存储原煤的拉曼光谱特征参数与原煤的煤质特性参数的关联数据。所述混配煤策略数据库用于存储原煤的煤质特性参数、目标混配煤的煤质特性参数与混配煤策略的关联数据。所述处理器用于根据所述待混配煤拉曼光谱与所述拉曼-煤质关联数据库确定待混配煤的煤质特性参数,以及根据所述待混配煤的煤质特性参数、目标混配煤的煤质特性参数与所述混配煤策略数据库确定所述混配煤控制策略信息。
优选地,所述服务器还包括拉曼-燃烧特性关联数据库和燃烧器控制策略数据库。所述拉曼-燃烧特性关联数据库用于存储原煤的拉曼光谱特征参数与原煤的燃烧特性参数的关联数据。所述燃烧器控制策略数据库用于存储原煤的燃烧特性参数、原煤的煤质特性参数与原煤的燃烧控制策略的关联数据。所述处理器还用于根据所述待燃烧煤拉曼光谱与所述拉曼-燃烧特性关联数据库确定待燃烧煤的燃烧特性参数,根据所述待燃烧煤拉曼光谱与所述拉曼-煤质关联数据库确定待燃烧煤的煤质特性参数,以及根据所述待燃烧煤的燃烧特性参数、所述待燃烧煤的煤质特性参数与所述燃烧控制策略数据库确定所述燃烧器控制策略信息。
具体地,由于系统的整体调节方案关键在于确定燃煤的煤质特性和燃烧特性。如果要实现燃煤的智能化控制,需要系统各装置均能快速精确地获得相关信息并快速反馈。因此需要首先快速确定电厂燃煤的煤质特性和燃烧特性。拉曼光谱因其高效、准确、无损、无复杂的制样过程的特点,可以较好地检测煤粉特性参数。通过解析拉曼光谱仪采样的待检测煤的拉曼光谱,获得待检测煤的拉曼光谱特征参数,并与建立的拉曼光谱特征参数与煤质特性参数及燃烧特性参数数据库进行比对,即可快速获得待检测煤的煤质特性及燃烧特性。通过相应的计算反馈及策略匹配即可确定混配煤方案及燃烧调整方案,继而实现煤粉燃烧在线检测及智能调控。
拉曼-煤质关联数据库和拉曼-煤粉燃烧特性关联数据库涵盖了从褐煤到无烟煤的所有典型煤种,也涵盖了高灰、高水分等特殊煤种。处理器接收拉曼光谱解析器传递来的原煤的拉曼光谱特征参数,并将拉曼光谱特征参数与拉曼-煤质关联数据库中的数据进行比对,获取原煤煤质特性参数,包括水分,挥发分,固定碳,灰分,C,H等含量值,以及与拉曼-燃烧特性数据库比对,获取着火温度,最大失重温度,燃尽温度,煤的燃烧活化能及指前因子等燃烧特性参数。
处理器根据获得的煤质特性参数及煤粉燃烧特性参数对混配煤策略数据库及燃烧器控制策略数据库进行自动计算分析。一方面,处理器根据煤质特性参数及煤粉燃烧特性参数,首先确定该煤种的特性及与设计煤种的差异,根据这些信息从混配煤策略数据库中获得适合输煤皮带上煤种的混配煤控制策略,然后将混配煤控制策略信息传输给混配煤控制器,由该控制器传输指令给煤场、输煤皮带和混煤制粉装置,根据相应的方案进行混配煤。另一方面,根据煤种的煤质特性及燃烧特性参数从燃烧器控制策略数据库中获得相应的燃烧控制策略,将燃烧器控制策略信息传输给燃烧器控制器,燃烧器控制器传输相应的指令给燃烧器进而进行调整燃烧工况,使特定煤种的燃烧达到最好的燃烧效果。
在本优选实施例中,系统不仅可以通过拉曼-煤质关联数据库获得待混配煤的煤质特性,根据电厂锅炉需要的煤质煤,以及混配煤策略数据库确定混配煤方案,最终实现混配煤的在线控制。同时可以通过拉曼-煤质关联数据库和拉曼-煤粉燃烧特性关联数据库获得待燃烧煤的煤质特性和燃烧特性,根据燃烧器控制策略数据库结合锅炉的条件确定燃烧调整方案,最终实现煤粉燃烧的智能调控。并且,混配煤的在线控制及煤粉燃烧的智能调控也可以实现两者独立控制。
优选地,如图3所示,所述系统还包括混煤制粉装置,输煤皮带上的原煤经所述混煤制粉装置混配后传输至燃烧器,所述混煤制粉装置包括混煤罐、原煤仓、磨煤机和煤粉仓。
所述混配煤控制器还用于根据所述混配煤控制策略信息控制所述混煤制粉装置,以调节原煤混配。所述混煤罐用于均匀混合输煤皮带传输的原煤。所述原煤仓用于接收输煤皮带传输的原煤或者经所述混煤罐混合的原煤。所述磨煤机用于磨制所述原煤仓中的原煤,获得煤粉,并将煤粉传输至所述煤粉仓或者燃烧器。所述煤粉仓用于存储煤粉,并将煤粉传输至燃烧器。
具体地,煤场的原煤通过输送皮带运送混煤制粉装置,其中经输送皮带送来的原煤有两种处理途径,一种是A途径,不同原煤经混煤罐进行混合均匀后到原煤仓,原煤仓中的煤经磨煤机进行磨制后到煤粉仓,煤粉仓中的煤通过传输至燃烧器送入锅炉进行燃烧;另一种是B途径,相同原煤经输煤皮带到原煤仓,不同的原煤仓分别储存不同的原煤,不同的原煤并分别送至不同的磨煤机进行磨制,磨制的煤粉送至不同的燃烧器进行喷入燃烧。
图4为本发明实施例的一种煤粉燃烧在线检测控制方法的流程示意图。如图4所示,所述方法包括如下步骤:
S10:拉曼光谱仪生成输煤皮带上原煤的待混配煤拉曼光谱,以及生成燃烧器喷口前原煤的待燃烧煤拉曼光谱。
S20:拉曼光谱解析器解析所述待混配煤拉曼光谱,生成待混配煤拉曼光谱特征参数,以及解析所述待燃烧煤拉曼光谱,生成待燃烧煤拉曼光谱特征参数。
S30:服务器根据所述待混配煤拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,以及根据所述待燃烧煤拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息。
S40:混配煤控制器根据所述混配煤控制策略信息控制煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配,燃烧器控制器根据所述燃烧器控制策略信息控制燃烧器,以调节原煤燃烧。
优选地,所述服务器包括处理器、拉曼-煤质关联数据库和混配煤策略数据库;所述步骤S30包括如下子步骤:
S31:处理器根据所述待混配煤拉曼光谱与所述拉曼-煤质关联数据库确定待混配煤的煤质特性参数。
S32:处理器根据所述待混配煤的煤质特性参数、目标混配煤的煤质特性参数与所述混配煤策略数据库确定所述混配煤控制策略信息。
优选地,所述服务器还包括拉曼-燃烧特性关联数据库和燃烧器控制策略数据库;所述步骤S30还包括如下子步骤:
S33:处理器根据所述待燃烧煤拉曼光谱与所述拉曼-燃烧特性关联数据库确定待燃烧煤的燃烧特性参数,根据所述待燃烧煤拉曼光谱与所述拉曼- 煤质关联数据库确定待燃烧煤的煤质特性参数。
S34:处理器根据所述待燃烧煤的燃烧特性参数、所述待燃烧煤的煤质特性参数与所述燃烧控制策略数据库确定所述燃烧器控制策略信息。
需要注意的是,步骤S31、S32和S33、S34的执行顺序没有先后之分,从而可以实现混配煤的在线控制及煤粉燃烧的智能调控的独立控制。
下面以某电厂600MW机组为研究对象,对本发明的一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法进行进一步的说明,其中该电厂的混煤方案是通过输煤皮带分别输送不同煤种煤至混煤制粉装置。
在输煤皮带上取不同种煤样编号1、2,以及在入炉燃烧器前取煤样编号 3。对煤样1、2及煤样3进行拉曼光谱分析,获得拉曼光谱编号样1.1-样1.10,样2.1-样2.10,样3.1-样3.10,如表1所示:
表1煤样拉曼光谱编号
运用拉曼光谱解析器对拉曼光谱进行解析,包括基线校准及分峰计算,获得如表2的拉曼光谱特征参数,并计算样1、2及样3的平均拉曼光谱特征参数,如表2所示:
表2煤样拉曼光谱参数
将表1中的样1-3的拉曼光谱特征参数输入拉曼-煤质关联数据库及拉曼 -燃烧特性关联数据库中,获得相应的煤质及燃烧特性参数如表3所示:
表3煤样煤质及燃烧特性参数
控制器根据接收到的拉曼-煤质关联数据库及拉曼-燃烧特性关联数据库比对获得的表3中的煤质及燃烧特性参数,结合待混配煤及待燃烧煤特性,与混煤控制策略数据库及燃烧器控制策略数据库进行比对,提取混配煤控制策略及燃烧控制策略。
具体举例1为,混配煤控制器根据混配煤控制策略信息控制输送不同类型原煤的输煤皮带的传输速度,燃烧器控制器根据燃烧器控制策略信息控制燃烧器的风门开度,若输煤皮带上两种原煤的空干基挥发分为20.36%和 10.56%,目标煤挥发分为15.67%,那么煤1与煤2的混配比例为1.92:1,则可以采取输送煤1时输煤皮带速度0.2m/s,输送煤2时输煤皮带速度为 0.104m/s的控制方案;燃烧调整方案则根据燃烧器喷口前煤质空干基挥发分为14.60%,则控制策略为上二次风的风门开度为70%。
具体举例2为,混配煤控制器根据混配煤控制策略信息控制原煤抓取装置的抓煤比例,燃烧器控制器根据燃烧器控制策略信息控制燃烧器的风门开度,若输煤皮带上两种原煤的空干基挥发分为35.28%和14.25%,目标煤挥发分为20.16%,那么煤1与煤2的混配比例为3.56:1,该电厂采用煤场混煤,则通过煤场的原煤抓取装置在抓煤时抓煤比例为3.56:1,然后直接经输煤皮带到原煤仓经磨煤机磨制后送至煤粉仓;燃烧调整方案则根据燃烧器喷口前煤质空干基挥发分为24.60%,则控制策略为下二次风的风门开度为 90%,上二次风风门开度80%。
具体举例3为,混配煤控制器根据混配煤控制策略信息控制煤粉仓吹粉速度,燃烧器控制器根据燃烧器控制策略信息控制燃烧器的一二次风风速,若输煤皮带上两种原煤的空干基挥发分为35.28%和14.25%,目标煤挥发分为20.16%,那么煤1与煤2的混配比例为3.56:1,该电厂采用直吹式炉内混煤方案,则通过分别用各输煤皮带送到不同的原煤仓,并经不同的磨煤机进行磨制后到煤粉仓,煤粉仓中原煤进行吹粉进炉膛时的吹粉速度为3.56:1,进入炉膛后混合燃烧;燃烧调整方案则根据燃烧器喷口前煤粉挥发分为 33.25%及16.35%,则控制策略为下二次风的风速为20.56m/s,上二次风风速为23.25m/s。
将上述控制策略信息传输给混配煤控制器及DCS燃烧器控制器,并发出指令,输煤皮带及混煤制粉装置进行混配煤调节,燃烧器进行燃烧调整,最终实现智能控制。
此过程可以根据电厂需要进行一定时间间隔例如30min/次的频率重复进行,实现在线智能调控。
读者应理解,在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种煤粉燃烧在线检测控制系统,其特征在于,所述系统包括:拉曼光谱仪、拉曼光谱解析器、服务器、混配煤控制器和燃烧器控制器;
所述拉曼光谱仪,用于生成输煤皮带上原煤的待混配煤拉曼光谱,以及生成燃烧器喷口前原煤的待燃烧煤拉曼光谱;
所述拉曼光谱解析器,用于解析所述拉曼光谱仪传输的所述待混配煤拉曼光谱,生成待混配煤拉曼光谱特征参数,以及解析所述待燃烧煤拉曼光谱,生成待燃烧煤拉曼光谱特征参数;
所述服务器,用于根据所述拉曼光谱分析器传输的所述待混配煤拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,以及根据所述待燃烧煤拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息;
所述混配煤控制器,用于根据所述服务器传输的所述混配煤控制策略信息控制煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配;
所述燃烧器控制器,用于根据所述服务器传输的所述燃烧器控制策略信息控制燃烧器,以调节原煤燃烧;
所述服务器包括处理器、拉曼-煤质关联数据库和混配煤策略数据库;
所述拉曼-煤质关联数据库,用于存储原煤的拉曼光谱特征参数与原煤的煤质特性参数的关联数据;
所述混配煤策略数据库,用于存储原煤的煤质特性参数、目标混配煤的煤质特性参数与混配煤策略的关联数据;
所述处理器,用于根据所述待混配煤拉曼光谱与所述拉曼-煤质关联数据库确定待混配煤的煤质特性参数,以及根据所述待混配煤的煤质特性参数、目标混配煤的煤质特性参数与所述混配煤策略数据库确定所述混配煤控制策略信息;
所述服务器还包括拉曼-燃烧特性关联数据库和燃烧器控制策略数据库;
所述拉曼-燃烧特性关联数据库,用于存储原煤的拉曼光谱特征参数与原煤的燃烧特性参数的关联数据;
所述燃烧器控制策略数据库,用于存储原煤的燃烧特性参数、原煤的煤质特性参数与原煤的燃烧控制策略的关联数据;
所述处理器,还用于根据所述待燃烧煤拉曼光谱与所述拉曼-燃烧特性关联数据库确定待燃烧煤的燃烧特性参数,根据所述待燃烧煤拉曼光谱与所述拉曼-煤质关联数据库确定待燃烧煤的煤质特性参数,以及根据所述待燃烧煤的燃烧特性参数、所述待燃烧煤的煤质特性参数与所述燃烧器控制策略数据库确定所述燃烧器控制策略信息。
2.根据权利要求1所述的煤粉燃烧在线检测控制系统,其特征在于,所述系统还包括混煤制粉装置,输煤皮带上的原煤经所述混煤制粉装置混配后传输至燃烧器,所述混煤制粉装置包括混煤罐、原煤仓、磨煤机和煤粉仓;
所述混配煤控制器,还用于根据所述混配煤控制策略信息控制所述混煤制粉装置,以调节原煤混配;
所述混煤罐,用于均匀混合输煤皮带传输的原煤;
所述原煤仓,用于接收输煤皮带传输的原煤或者经所述混煤罐混合的原煤;
所述磨煤机,用于磨制所述原煤仓中的原煤,获得煤粉,并将煤粉传输至所述煤粉仓或者燃烧器;
所述煤粉仓,用于存储煤粉,并将煤粉传输至燃烧器。
3.根据权利要求2所述的煤粉燃烧在线检测控制系统,其特征在于,所述系统还包括设置于输煤皮带上和燃烧器喷口前的取煤器;
所述取煤器,用于采集原煤样品,供所述拉曼光谱仪进行拉曼光谱分析。
4.根据权利要求3所述的煤粉燃烧在线检测控制系统,其特征在于,所述燃烧器控制器为分散控制系统燃烧器控制器。
5.一种煤粉燃烧在线检测控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
S10:拉曼光谱仪生成输煤皮带上原煤的待混配煤拉曼光谱,以及生成燃烧器喷口前原煤的待燃烧煤拉曼光谱;
S20:拉曼光谱解析器解析所述待混配煤拉曼光谱,生成待混配煤拉曼光谱特征参数,以及解析所述待燃烧煤拉曼光谱,生成待燃烧煤拉曼光谱特征参数;
S30:服务器根据所述待混配煤拉曼光谱特征参数生成混配煤控制策略信息,以及根据所述待燃烧煤拉曼光谱特征参数生成燃烧器控制策略信息;
S40:混配煤控制器根据所述混配煤控制策略信息控制煤场的原煤抓取装置或输煤皮带,以调节原煤混配,燃烧器控制器根据所述燃烧器控制策略信息控制燃烧器,以调节原煤燃烧;
所述服务器包括处理器、拉曼-煤质关联数据库和混配煤策略数据库;
所述步骤S30包括如下子步骤:
S31:处理器根据所述待混配煤拉曼光谱与所述拉曼-煤质关联数据库确定待混配煤的煤质特性参数;
S32:处理器根据所述待混配煤的煤质特性参数、目标混配煤的煤质特性参数与所述混配煤策略数据库确定所述混配煤控制策略信息;
所述服务器还包括拉曼-燃烧特性关联数据库和燃烧器控制策略数据库;
所述步骤S30还包括如下子步骤:
S33:处理器根据所述待燃烧煤拉曼光谱与所述拉曼-燃烧特性关联数据库确定待燃烧煤的燃烧特性参数,根据所述待燃烧煤拉曼光谱与所述拉曼- 煤质关联数据库确定待燃烧煤的煤质特性参数;
S34:处理器根据所述待燃烧煤的燃烧特性参数、所述待燃烧煤的煤质特性参数与所述燃烧器控制策略数据库确定所述燃烧器控制策略信息。
CN201710697808.3A 2017-08-15 2017-08-15 一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法 Active CN107631321B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710697808.3A CN107631321B (zh) 2017-08-15 2017-08-15 一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710697808.3A CN107631321B (zh) 2017-08-15 2017-08-15 一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107631321A CN107631321A (zh) 2018-01-26
CN107631321B true CN107631321B (zh) 2019-02-15

Family

ID=61099681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710697808.3A Active CN107631321B (zh) 2017-08-15 2017-08-15 一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107631321B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109212156A (zh) * 2018-09-14 2019-01-15 华电电力科学研究院有限公司 一种用燃煤工业分析结果表征热天平法着火燃烧稳定性指数的方法及系统
CN109374593B (zh) * 2018-10-09 2020-05-29 华中科技大学 一种检测混煤煤质及配比的方法及系统
CN110632057B (zh) * 2019-10-29 2023-09-19 中国华能集团有限公司 一种基于紫外拉曼光谱分析的助熔剂添加控制系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000020834A2 (en) * 1998-10-07 2000-04-13 Mississippi State University Multi-component process analysis and control
CN1873328A (zh) * 2005-06-02 2006-12-06 株式会社日立制作所 锅炉运行控制方法以及锅炉运行控制系统
CN103529012A (zh) * 2013-09-18 2014-01-22 武汉钢铁(集团)公司 一种适用于高炉瓦斯灰中碳来源的拉曼光谱定量检测方法
CN104992028A (zh) * 2015-07-17 2015-10-21 华北电力大学(保定) 一种火电机组配煤方案获取方法
CN106198488A (zh) * 2016-07-27 2016-12-07 华中科技大学 一种基于拉曼光谱分析的煤质快速检测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000020834A2 (en) * 1998-10-07 2000-04-13 Mississippi State University Multi-component process analysis and control
CN1873328A (zh) * 2005-06-02 2006-12-06 株式会社日立制作所 锅炉运行控制方法以及锅炉运行控制系统
CN103529012A (zh) * 2013-09-18 2014-01-22 武汉钢铁(集团)公司 一种适用于高炉瓦斯灰中碳来源的拉曼光谱定量检测方法
CN104992028A (zh) * 2015-07-17 2015-10-21 华北电力大学(保定) 一种火电机组配煤方案获取方法
CN106198488A (zh) * 2016-07-27 2016-12-07 华中科技大学 一种基于拉曼光谱分析的煤质快速检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107631321A (zh) 2018-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107631321B (zh) 一种煤粉燃烧在线检测控制系统和方法
CN103244964B (zh) 基于声波测量炉膛温度场的燃烧优化控制系统及控制方法
Tissari et al. Fine particle and gaseous emissions from normal and smouldering wood combustion in a conventional masonry heater
CN105276611B (zh) 火电厂锅炉燃烧调整优化方法与系统
CN102425807B (zh) 一种煤粉锅炉燃烧前馈反馈复合优化控制方法
CN106247396B (zh) 一种燃烧器优化燃烧的控制系统
CN105485715B (zh) 用于控制设备的至少一个操作参数的装置和方法
Helle et al. Coal blend combustion: link between unburnt carbon in fly ashes and maceral composition
CN105605609A (zh) 一种火电厂锅炉燃烧氧量优化方法
CN102460018A (zh) 尤其矿物燃料锅炉燃烧室内燃烧过程的控制方法和燃烧系统
CN107632107A (zh) 一种煤粉燃烧特性快速检测方法
JP7053244B2 (ja) 燃焼炉の燃焼条件決定装置、燃焼条件決定方法、および燃焼システム
JP2018105592A (ja) ミル分級機の回転数制御装置、及びこれに好適な燃料比算定装置
Skanderová et al. Energy use of compost pellets for small combustion plants.
CN105823863A (zh) 一种基于恒温热重分析的煤质在线工业分析测量方法
CN207584816U (zh) 窑炉的空气过剩系数管理系统
CN103968415A (zh) 烟气再循环煤粉锅炉燃烧系统及其工况切换方法
AU2014323168A1 (en) Oxy-fired boiler unit with three combustion zones, and method of operating the same
CN106918464B (zh) 600mw超超临界前后对冲锅炉运行诊断方法及装置
CN107100743A (zh) 一种燃机燃烧自动调节系统及调节方法
CN203949169U (zh) 钝体伸缩式燃烧器
WO2008011250A2 (en) Perturbation test method for measuring output responses
CN206724142U (zh) 一种配风扇磨煤机制粉的生物质燃料低污染燃烧系统
Luo et al. Changing characteristics of flame images under different oxy-fuel atmospheres in a 3-MW pilot-scale furnace
CN104776445A (zh) 一种确定煤挥发分燃烧所需空气量的方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211022

Address after: 065000 No. 1 Building, No. 20 Qingxiang Road, Guangyang Economic Development Zone, Langfang City, Hebei Province

Patentee after: WATSON ENERGY TECHNOLOGY (LANGFANG) Co.,Ltd.

Address before: 430074 Hubei Province, Wuhan city Hongshan District Luoyu Road No. 1037

Patentee before: HUAZHONG University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An On line Monitoring and Control System and Method for Pulverized Coal Combustion

Effective date of registration: 20221223

Granted publication date: 20190215

Pledgee: China Everbright Bank Limited by Share Ltd. Langfang branch

Pledgor: WATSON ENERGY TECHNOLOGY (LANGFANG) Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980028822

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20231212

Granted publication date: 20190215

Pledgee: China Everbright Bank Limited by Share Ltd. Langfang branch

Pledgor: WATSON ENERGY TECHNOLOGY (LANGFANG) Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980028822

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An online detection and control system and method for coal powder combustion

Effective date of registration: 20231215

Granted publication date: 20190215

Pledgee: China Everbright Bank Limited by Share Ltd. Langfang branch

Pledgor: WATSON ENERGY TECHNOLOGY (LANGFANG) Co.,Ltd.

Registration number: Y2023110000529