CN111289683A - 一种火电煤粉燃烧效率检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种火电煤粉燃烧效率检测系统，包括为本系统提供电能的供电系统和火电燃烧炉；本工艺分为三个主要工作系统，为分别连接供电系统的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统，送风系统用于对燃烧系统进行供应燃烧气体和热气流，煤粉上料系统提供粒度反馈煤粉，煤粉燃烧检测系统对工艺路程系统的检测数据进行储存、分析计算。本发明兼备火电燃烧效率实时检测和煤粉燃烧强化的工艺流程系统，对火电燃烧过程中涉及的煤粉燃烧燃烧碳硫含量、未充分燃烧烟气率、电力数据消耗等燃烧效率反馈指标进行计算检测，动态监控、碳硫含量实时分析，能够随时根据上述各个实时检测数据定位定点地对工艺流程进行反馈调整，不断提高煤粉的燃烧效率。

Description

一种火电煤粉燃烧效率检测系统
技术领域
本发明涉及火力发电应用技术领域，具体涉及的是一种火电煤粉燃烧效率检测系统。
背景技术
燃烧效率是指燃料燃烧后实际放出的热量占其完全燃烧后放出的热量的比值，它是考察燃料燃烧充分程度的重要指标。燃烧效率主要取决于燃烧装置和燃料自身的特性，与环境等因素有关。燃烧效率这个指标，相对于一定的燃烧装置和确定的燃料才有意义，即是用来评价特定燃烧装置燃烧特定燃料的指标。燃烧效率，也称为燃烬率、燃净率，燃烬率的应用更为广泛，是因为这种表述更加直观，直接表达了燃烧物通过特定的燃烧装置的燃烧成为灰烬的比例，在业内人士中被普遍采用。
当前，火力发电中，依旧采用煤粉燃烧进行发电，煤资源最广泛的利用方式依旧是燃烧，煤在燃烧过程中将产生大量CO2温室气体，煤中的硫燃烧后形成SO2等有害气体，矿物质则形成飞灰进入到大气中成为颗粒污染物。煤粉在火电燃烧系统中的燃烧效率是企业控制成本的一个指标，目前检测过程注重碳硫检测，采用碳硫检测仪记录检测，在煤粉燃烧末端取样，检测煤粉燃烧产物中的碳硫化合物，对煤粉燃烧过程中无动态监控、碳硫含硫量实时计算分析，检测方式不完整。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种火电煤粉燃烧效率检测系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种火电煤粉燃烧效率检测系统，包括供电系统和火电燃烧炉，还包括分别连接供电系统的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统；其中，送风系统包括依次连接的气泵、鼓风机和空气加热室，空气加热室连接火电燃烧炉；煤粉上料系统包括依次连接的煤粉处理机构、粒度控制平台和排粉风机，排粉风机连接火电燃烧炉；煤粉燃烧检测系统包括依次连接的燃烧气体净化收集器、气体检测设备、燃烧粉末净化分离器、粉末化学分析平台和控制处理终端，燃烧气体净化收集器和燃烧粉末净化分离器皆与火电燃烧炉连接，气体检测设备和粉末化学分析平台皆与控制处理终端电性连接。
本发明提出一种兼备火电燃烧效率实时检测和煤粉燃烧强化的工艺流程系统，对火电燃烧过程中涉及的煤粉燃烧燃烧碳硫含量、未充分燃烧烟气率、电力数据消耗等燃烧效率反馈指标进行计算检测，应用通信模块之间的数据信号传递，得到实时计算数据，动态监控、碳硫含量实时计算分析，能够随时根据上述各个实时检测数据定位定点地对工艺流程进行反馈调整，不断提高煤粉的燃烧效率。具体的，一种火电煤粉燃烧效率检测系统，包括为本系统提供电能的供电系统和火电燃烧炉；本工艺分为三个主要工作系统，为分别连接供电系统的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统。
送风系统用于工艺的空气供应，对燃烧系统进行供应燃烧气体和热气流，包括最终燃烧完毕后的吹气清理，煤粉上料系统最为关键，煤粉的上料粒度和煤粉燃烧面积是影响燃烧效率的核心要素，因此煤粉上料系统设置粒度检测模块，跟随系燃烧检测数据而改变煤粉粒度，燃烧值的最终反馈结果通过电脑终端发送给粒度控制平台；其中，送风系统包括依次连接的气泵、鼓风机和空气加热室，空气加热室连接火电燃烧炉，采用管路连接，助燃气体依次经过气泵、鼓风机和空气加热室而进入火电燃烧炉，热空气的助燃气体能够加速燃烧，辅助煤粉燃烧，使其燃烧更加充分；本发明中，如附图3所示，采用两次送风系统对煤粉供应进行上料，电脑终端的调节、反馈数据能够指令送风系统做出风量、风速等反馈调节指令，同时设置一次、二次温度检测模块，分别监控送风温度对系统燃烧效率的影响；煤粉上料系统包括依次连接的煤粉处理机构、粒度控制平台和排粉风机，煤粉处理机构为火电成内初期媒料输送设备，主要为磨煤机设备，加工初期煤粉，粒度控制平台为具备粒度检测仪的进阶磨煤设备，粒度控制在初期磨煤机上，主要为粒度调整设备，细研后的煤粉经过排粉风机吹入火电燃烧炉参与燃烧，进而提供发电；工艺中的煤粉燃烧检测系统包括依次连接的燃烧气体净化收集器、气体检测设备、燃烧粉末净化分离器、粉末化学分析平台和控制处理终端，燃烧气体净化收集器和燃烧粉末净化分离器皆与火电燃烧炉连接，气体检测设备和粉末化学分析平台皆与控制处理终端电性连接，其中控制处理终端包括通信模块、微电供能模块和CPU处理模块，电性连接，能够对工艺路程系统的电力消耗数据、燃烧炉的气体、粉末检测数据进行储存、分析计算，最终得出反馈值和燃烧效率所涉及的指标数据，如附图2所示，煤粉通过煤粉上料系统、供应平台和花店控制系统进入火电燃烧炉参与燃烧，期间通过控制处理终端进行电脑数据处理、传输，烟气、燃烧粉末检测数据传回终端，得到分析指标后反馈结果，指令各个系统调节；火电燃烧炉中的煤粉参与燃烧后，生成的含碳硫烟气经过炉上烟口通过管路排入收集器，通过燃烧气体净化收集器采集，气体检测设备采用兼备含碳检测探头和含硫检测探头的仪器，探头接触燃烧气体净化收集器而计算和烟气中碳硫含量数据，最后将碳硫含量数据传回控制处理终端进行分析、处理；同理，火电燃烧炉中一个燃烧阶段后的灰烬通过燃烧粉末净化分离器采集，采用粉末化学分析平台对灰烬进行化学分析后，将分析、计算采集数据传回控制处理终端，最终综合得出具体的所需指燃烧率标。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明兼备火电燃烧效率实时检测和煤粉燃烧强化的工艺流程系统，对火电燃烧过程中涉及的煤粉燃烧燃烧碳硫含量、未充分燃烧烟气率、电力数据消耗等燃烧效率反馈指标进行计算检测，应用通信模块之间的数据信号传递，得到实时计算数据，动态监控、碳硫含量实时计算分析，能够随时根据上述各个实时检测数据定位定点地对工艺流程进行反馈调整，不断提高煤粉的燃烧效率。
附图说明
附图1为本发明的检测系统工艺流程图；
附图2为本发明的煤粉燃烧检测逻辑示意图；
附图3为本发明的风力系统工艺流程图；
其中，附图标记对应的名称为：
1、气泵，2、粒度控制平台，3、鼓风机，4、空气加热室，5、排粉风机，6、火电燃烧炉，7、燃烧烟气过滤装置，8、燃烧气体净化收集器，9、气体检测设备，10、控制处理终端，11、粉末化学分析平台，12、燃烧粉末净化分离器，13、燃烧粉末提纯室，14、煤粉燃烧监控设备，15、供电系统，16、电量计，17、烟气回路管道，18、烟气流量计，19、煤粉处理机构。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
如附图1、2和3所示，一种火电煤粉燃烧效率检测系统，包括供电系统15和火电燃烧炉6，还包括分别连接供电系统15的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统；其中，送风系统包括依次连接的气泵1、鼓风机3和空气加热室4，空气加热室4连接火电燃烧炉6；煤粉上料系统包括依次连接的煤粉处理机构19、粒度控制平台2和排粉风机5，排粉风机5连接火电燃烧炉6；煤粉燃烧检测系统包括依次连接的燃烧气体净化收集器8、气体检测设备9、燃烧粉末净化分离器12、粉末化学分析平台11和控制处理终端10，燃烧气体净化收集器8和燃烧粉末净化分离器12皆与火电燃烧炉6连接，气体检测设备9和粉末化学分析平台11皆与控制处理终端10电性连接。
本发明提出一种兼备火电燃烧效率实时检测和煤粉燃烧强化的工艺流程系统，对火电燃烧过程中涉及的煤粉燃烧燃烧碳硫含量、未充分燃烧烟气率、电力数据消耗等燃烧效率反馈指标进行计算检测，应用通信模块之间的数据信号传递，得到实时计算数据，动态监控、碳硫含硫量实时计算分析，能够随时根据上述各个实时检测数据定位定点地对工艺流程进行反馈调整，不断提高煤粉的燃烧效率。具体的，一种火电煤粉燃烧效率检测系统，包括为本系统提供电能的供电系统15和火电燃烧炉6；本工艺分为三个主要工作系统，为分别连接供电系统15的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统。
送风系统用于工艺的空气供应，对燃烧系统进行供应燃烧气体和热气流，包括最终燃烧完毕后的吹气清理，煤粉上料系统最为关键，煤粉的上料粒度和煤粉燃烧面积是影响燃烧效率的核心要素，因此煤粉上料系统设置粒度检测模块，跟随系燃烧检测数据而改变煤粉粒度，燃烧值的最终反馈结果通过电脑终端发送给粒度控制平台；其中，送风系统包括依次连接的气泵1、鼓风机3和空气加热室4，空气加热室4连接火电燃烧炉6，采用管路连接，助燃气体依次经过气泵1、鼓风机3和空气加热室4而进入火电燃烧炉6，热空气的助燃气体能够加速燃烧，辅助煤粉燃烧，使其燃烧更加充分；本发明中，如附图3所示，采用两次送风系统对煤粉供应进行上料，电脑终端的调节、反馈数据能够指令送风系统做出风量、风速等反馈调节指令，同时设置一次、二次温度检测模块，分别监控送风温度对系统燃烧效率的影响；煤粉上料系统包括依次连接的煤粉处理机构19、粒度控制平台2和排粉风机5，煤粉处理机构19为火电成内初期媒料输送设备，主要为磨煤机设备，加工初期煤粉，粒度控制平台2为具备粒度检测仪的进阶磨煤设备，粒度控制在初期磨煤机上，主要为粒度调整设备，细研后的煤粉经过排粉风机5吹入火电燃烧炉6参与燃烧，进而提供发电；工艺中的煤粉燃烧检测系统包括依次连接的燃烧气体净化收集器8、气体检测设备9、燃烧粉末净化分离器12、粉末化学分析平台11和控制处理终端10，燃烧气体净化收集器8和燃烧粉末净化分离器12皆与火电燃烧炉6连接，气体检测设备9和粉末化学分析平台11皆与控制处理终端10电性连接，其中控制处理终端10包括通信模块、微电供能模块和CPU处理模块，电性连接，能够对工艺路程系统的电力消耗数据、燃烧炉的气体、粉末检测数据进行储存、分析计算，最终得出反馈值和燃烧效率所涉及的指标数据，如附图2所示，煤粉通过煤粉上料系统、供应平台和花店控制系统进入火电燃烧炉6参与燃烧，期间通过控制处理终端10进行电脑数据处理、传输，烟气、燃烧粉末检测数据传回终端，得到分析指标后反馈结果，指令各个系统调节；火电燃烧炉6中的煤粉参与燃烧后，生成的含碳硫烟气经过炉上烟口通过管路排入收集器，通过燃烧气体净化收集器8采集，气体检测设备9采用兼备含碳检测探头和含硫检测探头的仪器，探头接触燃烧气体净化收集器8而计算和烟气中碳硫含量数据，最后将碳硫含量数据传回控制处理终端10进行分析、处理；同理，火电燃烧炉6中一个燃烧阶段后的灰烬通过燃烧粉末净化分离器12采集，采用粉末化学分析平台11对灰烬进行化学分析后，将分析、计算采集数据传回控制处理终端10，最终综合得出具体的所需指燃烧率标。
进一步地，燃烧气体净化收集器8和火电燃烧炉6之间还设有燃烧烟气过滤装置7。燃烧烟气过滤装置7为化学过滤设备，将烟气中其余杂质气体排出，过滤后再进行分析检测。
进一步地，燃烧粉末净化分离器12和火电燃烧炉6之间还设有燃烧粉末提纯室13。同理，燃烧粉末提纯室13采用化学方法处理，进行酸碱反应、析出提出等步骤，再进行定量定点分析。
进一步地，靠近火电燃烧炉6的炉口处还设有煤粉燃烧监控设备14。煤粉燃烧监控设备14为摄影设备，间隔性对炉内煤粉着火面进行拍摄，便于观察分析炉内煤粉燃烧火焰、面积等着火因素。
进一步地，火电燃烧炉6和煤粉处理机构19之间还设有烟气回路管道17，其上设有烟气流量计18。烟气中含有大量未充分燃烧碳硫粉末物质，将此部分烟气通过烟气回路管道17排回煤粉输送回路，继续参与反应，同时增设烟气流量计18定量统计此部分烟气，对烟气中的碳硫含量进行分析计算。
进一步地，连接供电系统15的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统的管路上皆设有电量计16。电量计16分别统计连接供电系统15的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统的管路上消耗的电力数据，计算电力燃烧消耗数据，结合分析，计算最终燃烧效率。
进一步地，气体检测设备9包括电性连接的含碳检测模块、含硫检测模块和通信模块。含碳检测模块和含硫检测模块为检测探头，检测到的碳硫含量数据进行此处的通信模块传回电脑终端。
进一步地，粒度控制平台2上设有连接控制处理终端10的粒度检测模块。粒度检测模块为粒度检测仪，根据煤粉燃烧监控设备14和/或分析反馈数据对粒度控制平台2上的磨煤机的粒度进行反馈调节。
显然，本发明对火电燃烧过程中涉及的煤粉燃烧燃烧碳硫含量、未充分燃烧烟气率、电力数据消耗等燃烧效率反馈指标进行计算检测，动态监控、碳硫含量实时分析，能够随时根据上述各个实时检测数据定位定点地对工艺流程进行反馈调整，不断提高煤粉的燃烧效率。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火电煤粉燃烧效率检测系统，包括供电系统(15)和火电燃烧炉(6)，其特征在于：还包括分别连接供电系统(15)的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统；其中，送风系统包括依次连接的气泵(1)、鼓风机(3)和空气加热室(4)，空气加热室(4)连接火电燃烧炉(6)；煤粉上料系统包括依次连接的煤粉处理机构(19)、粒度控制平台(2)和排粉风机(5)，排粉风机(5)连接火电燃烧炉(6)；煤粉燃烧检测系统包括依次连接的燃烧气体净化收集器(8)、气体检测设备(9)、燃烧粉末净化分离器(12)、粉末化学分析平台(11)和控制处理终端(10)，燃烧气体净化收集器(8)和燃烧粉末净化分离器(12)皆与火电燃烧炉(6)连接，气体检测设备(9)和粉末化学分析平台(11)皆与控制处理终端(10)电性连接。
2.如权利要求1所述的一种火电煤粉燃烧效率检测系统，其特征在于：燃烧气体净化收集器(8)和火电燃烧炉(6)之间还设有燃烧烟气过滤装置(7)。
3.如权利要求1或2所述的一种火电煤粉燃烧效率检测系统，其特征在于：燃烧粉末净化分离器(12)和火电燃烧炉(6)之间还设有燃烧粉末提纯室(13)。
4.如权利要求3所述的一种火电煤粉燃烧效率检测系统，其特征在于：靠近火电燃烧炉(6)的炉口处还设有煤粉燃烧监控设备(14)。
5.如权利要求1或2或4所述的一种火电煤粉燃烧效率检测系统，其特征在于：火电燃烧炉(6)和煤粉处理机构(19)之间还设有烟气回路管道(17)，其上设有烟气流量计(18)。
6.如权利要求5所述的一种火电煤粉燃烧效率检测系统，其特征在于：连接供电系统(15)的送风系统、煤粉上料系统和煤粉燃烧检测系统的管路上皆设有电量计(16)。
7.如权利要求6所述的一种火电煤粉燃烧效率检测系统，其特征在于：气体检测设备(9)包括电性连接的含碳检测模块、含硫检测模块和通信模块。
8.如权利要求1或7所述的一种火电煤粉燃烧效率检测系统，其特征在于：粒度控制平台(2)上设有连接控制处理终端(10)的粒度检测模块。
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