全国服务咨询热线:

18627990650

当前位置:首页  >  技术文章  >  锐意自控|微流低量程红外气体传感器模块在燃烧锅炉效率优化中的应用

锐意自控|微流低量程红外气体传感器模块在燃烧锅炉效率优化中的应用

更新时间:2019-08-12      点击次数:746

在我国现阶段,火力发电仍然占据着电力发展的重要位置火电厂主要通过锅炉燃烧产生电力,在提高燃料转换电能的过程中,污染物和温室气体的排放不可避免,随着国家对环境污染采取的一系列控制标准政策出台,火电厂在优化锅炉燃烧效率的同时,也需要利用微流低量程红外气体传感器监测锅炉排放的烟气,降低污染物和气体的排放,减少锅炉燃烧中所带来的环境危害。

 

 

 

一、火电厂锅炉燃烧优化的意义和关键

锅炉是火电运行中的为重要的设备之一,其燃烧性能的优劣直接影响到锅炉的运行效率,从而影响到整个发电效率。研究锅炉的燃烧过程并采用微流低量程红外气体传感器对锅炉燃烧技术进行优化,能够从一定程度使锅炉燃烧效率大化提高产电率,降低污染物排放量,促进火电行业健康发展。

 

通过对锅炉燃烧的优化调整,以确保锅炉燃烧系统保持内部稳定的燃料供给、送风量,保持稳定的压力、温度和蒸发,这样既能促进燃料的充分燃烧,提高燃料利用率,降低成本,还能避免燃料结渣,防止烧毁燃烧器材,避免发生意外事故。提高锅炉机组的运营经济性、安全性及环保性。

 

对于火电厂锅炉燃烧优化技术,其关键首先在于必须依托准确的检测数据检测数据的程度,直接影响到优化方案的制定,终影响到优化结果。另外,锅炉燃烧的效率优化,还要在燃烧器的优化设计上大下功夫,可以加强煤炭二次燃烧技术的研发,利用机组温热技术,提高能源利用率,降低企业成本,降低排放。

 

二、火电厂锅炉燃烧优化的主要技术

 

1.基于燃烧理论的锅炉燃烧建模优化技术

锅炉燃烧建模优化技术是为了使锅炉燃烧状态得到优化,将数值模拟的理论运用于锅炉燃烧中,从而指导整个优化过程。在该优化过程中,首先基于燃烧理论,对机器设备参数及现场工作状况参数建立燃烧模型,然后对该模型在该工况下进行数值模拟,得到该工况下的燃烧参数,通过改变各工况,直到找到为适合燃烧的工况,从而优化锅炉运行方案。

 

一般情况下,对工况建模所需时间较长,且计算量比较复杂,并且对燃烧机理的掌握与运用建模中要十分熟悉,因此这种方法在技术方面存在一定的难度,不能适应所有的工作状况,因此,该方法仅在离线分析及高仿真研究上应用较多。

 

2.运用试验调整优化锅炉燃烧的技术

通过试验的方法可以对锅炉燃烧情况加以调整,通过对燃烧过程中原料及送风量进行科学的试验调整,从而使锅炉燃烧达到的参数状态。在试验的过程中,利用计算机记录锅炉燃烧状况中的曲线变动,找出燃烧状态参数,试验后通过计算机控制,使锅炉的运行状态在该燃烧状态参数曲线上,从而知道整个燃烧过程的分析。

 

在确定该状态过程中,要进行多次重复试验,避免其它参数对其造成影响。但是该种情况对操作人员的专业性有一定的要求,并且需要大量的时间和精力,因此试验调整优化锅炉燃烧技术的方法一般适用于新机组的试运行,或者是在更换燃料种类和锅炉运行模式的时候采用该种方法。

 

3.基于燃烧设备设计改造的燃烧优化技术

对于锅炉的优化设计,可以通过对燃烧设备进行改造来实现,其中燃烧器的优化能在一定程度上有效改善锅炉的工作效率。燃烧设备设计改造的燃烧优化技术是基于燃烧理论基础,在具体的改进过程中需要考虑的因素很多,其中包括燃料的种类、制粉系统可能产生的影响以及相应的应对措施。对燃烧设备进行优化可以在一定程度上使燃料燃烧的更加充分,这样既节约了燃料,又减少了结渣现象的发生,还能在一定程度上减少对空气的污染,使锅炉性能得到提升。

 

4.利用火焰检测技术实现锅炉燃烧优化

火焰检测技术通常运用于传统火电厂中,主要通过对火焰的检测以避免锅炉运行过程中的点火点不当问题及长时间低负荷而引起爆炸的问题,从而对其进行控制。利用火焰检测技术对锅炉实现优化是锅炉炉膛安全检测技术的一个重要环节。目前检测技术主要是数字式火检技术和图像式火检技术,但在炉膛的安全监视技术上还有很多不足之处,随着科学技术的进一步发展,该技术在炉膛燃烧优化上将会发挥更大的作用。

 

5.基于检测技术的锅炉燃烧优化技术

利用微流低量程红外检测技术分析锅炉燃烧相关参数的原理是指在锅炉运行的过程中对烟气含氧量、燃烧后煤粉的浓度、飞灰的含量等进行监控,通过计算机绘制相关参数图像,通过控制锅炉燃烧进而改变其燃烧状况,从而达到节能减排的目的。还需通过测量炉膛内的火焰指标,对煤进行分析,对锅炉燃烧排放物的相关参数进行检测分析,从而保证锅炉燃烧的经济性。但是由于目前我国电厂安装的测量仪器度大部分达不到相应的要求,因而影响锅炉燃烧优化设备的工作效率。

 

要想准确地控制过量空气系数,一般采用燃烧效率分析仪抽取烟道气体实时分析其烟道气中CO、O2和CO2的含量,并计算得到过量空气系数。锐意自控基于自主知识产权气体传感器硬件及软件核心技术,针对轧钢加热炉的运行调控需求,设计出一款燃烧效率分析仪Gasboard-3400(P),在火电行业得到广泛应用。

 

Gasboard-3400(P)采用红外气体分析技术,并结合长寿命电化学传感器技术,可同时测量烟道气体中CO、CO2、O2含量0℃~1200℃范围内的排烟温度,需要时还可扩展SO2、NOx等气体的测量,为燃料燃烧控制提供更多的参考依据。同时还具有抗干扰性好、不受取样流量影响、寿命长灵敏度高,精度高,量程范围广等优势

 

 

 

 

燃烧效率分析仪尽管能对燃烧过程中的过量空气系数和气体含量进行测量,但受限于便携式的设计,无法实现对绕烧锅炉的实时在线监测。另外一款微流低量程红外气体传感器模块 Gasboard-2100,采用自主知识产权(PCT/CN2018100767)微流低量程红外双气室传感器技术,可准确测量锅炉燃烧过程中低及超低量程SO2、NO、CO、CO2、CH4的气体浓度,方便集成在线系统分析中,可实时在线监测,并以此数据作为优化调整的主要依据,从而保证锅炉燃烧的优化质量。

 

 

结语:

优化火电厂锅炉的燃烧效率,对提高能源利用率,降低气体污染物排放有着重要意义。通过对锅炉的燃烧配套设备及检测设备进行合理改进调整升级,既能够进一步推动火电厂的稳定运行,也能符合环境保护要求,推动企业持续健康发展。

 

(参考资料:王佳《火电厂锅炉燃烧优化技术分析》,刘明亮《火力发电厂锅炉燃烧优化技术的探讨》;图片来源于网络)

全国统一服务电话

027-81628829

电子邮箱:info@gasanalyzer.com.cn

公司地址:武汉市东湖高新技术开发区凤凰产业园凤凰园中路6号

业务咨询微信