智能电网下的在线监测燃煤电厂参数的技术研究

摘要

智能电网技术的快速发展督促着国内传统的燃煤电厂寻找适合自身发展的可持续发展道路。传统的燃煤电厂，一般发电效率不高，污染物排放较多，消耗的煤炭资源是一次能源，为了国家电力的清洁经济发展，急需改变此状态。现场成熟化的改进措施有煤气化燃烧技术、煤粉和可再生能源混燃技术等方法，减少污染物的排放。对于传统的燃煤电厂，为了能提高燃烧发电效率，减小环境污染物的排放及合理利用资源，需要在线实时监测发电过程中的重要参数，其中气力输送煤粉过程中的煤粉质量流量值和煤粉混合物的含水量直接影响锅炉炉膛内的燃烧，进而影响发电量，对电网的安全经济运行造成影响。因此，燃煤发电厂的生产过程中需要实时在线地监测煤粉的质量流量值和煤粉混合物的含水量值。
　　 由于一次风输送磨煤机出口的煤粉到燃烧器出口的过程属于气力输送的气固两相流流动的过程，因此可以运用电容层析成像技术在线监测输送煤粉过程的流型分布及质量流量值。同样运用电容法的原理探索在线监测煤粉混合物的含水量的方法措。基于电容器的工作原理及考虑到不要影响气固两相流的流动特性，设定一组平行圆柱形电极构成一个微型电容器，探索并确定决定微型电容器工作时采集数据的因素及之间的具体关系。从理论分析、有限元数值模拟分析和实验验证三方面出发，验证提出的关系式的正确性，明确了电容法在线检测含水量的工作原理，并设计了相应的设备。
　　 通过对气固两相流中的煤粉混合物中的含水量的在线检测，除了能及时反馈锅炉燃烧情况，确保电厂经济性发展外，在线检测含水量可以进一步地提高电容层析成像技术在线检测煤粉的流型分布及质量流量值的精确性。因此在线实时监测煤粉输送过程中煤粉混合物的含水量对燃煤电厂的安全、经济、按照发展智能电网的要求可持续的经济、环保性发展有着非常重要的意义。