一种控制电站锅炉燃烧灭火的在线检测方法

摘要

一种控制电站锅炉燃烧灭火的在线检测方法，涉及燃烧技术，是针对电站锅炉运行中因煤质与设计煤种不相符而引发灭火事故，危急安全运行的现状所提出的在线检测方法，特征在于，(1)首先是配备一台专用在线检测装置和计算机软件；(2)将本装置中的各传感器安装在燃烧室的风煤入口处，将变送处理系统置装在运行人员处，由计算机进行自动检测；(3)首次投运时需根据实际煤质的化验结果进行含碳量和静电信号比的标定；(4)随时观察煤粉的变化情况，按照煤粉含碳量和挥发分的关系曲线，以对原煤已做的含碳量分析数据比对，及时调整风煤比和冷热风的进风量；(5)根据煤种的变化随时调整静电信号比对值。本方法能完全满足电站锅炉监控燃烧灭火的需要。

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧技术，特别是涉及电站锅炉预防燃烧灭火的一种检测方法。

背景技术

电站锅炉运行中的突发性灭火，直接危急电厂的安全运行，其中的一个重要引发因素是所用煤质与锅炉设计煤种不相符，带来运行管理上的盲目性，而煤种的多变又是目前存在的一个普遍问题。为了解决煤种变化所引起的突发灭火问题，必须不时地对煤粉进行分析化验，然后根据化验结果对输煤状况进行调整。因传统做法并直至目前为止，要进行一次分析所需的时间和周期较长，要经过先采样、后缩分、再制样、最后做化验的分析程序，这个过程一般需4个多小时，所以其分析结果总是滞后到达运行人员那里，期间，媒质的变化对燃烧带来的影响仍然得不到及时调整，使之对原煤的燃烧管理仍然处在一种盲目状态，自然，由此引发的灭火现象将会继续存在。

这里还有一个取样化验代表性的问题，对于燃用混合煤种的电厂，由于煤样的可能不具代表性，即便是进行了分析，但对实际的燃煤来说误差将很大，并且往往会给运行人员调整时造成假象，影响安全运行。

鉴于上述情况，开发一种能够准确、快速地检测入炉煤的煤质成分的设备，能使运行人员能实时地掌握燃煤成分并在调节风煤比、投油稳燃和冷热风门前做到心中有数，进而可避免煤质变化所引发的不安全事故，事在必行。

发明内容

本发明提供一种控制电站锅炉燃烧灭火的在线检测方法，其目的就在于此，具体做法是对燃煤锅炉的煤粉含碳量进行在线检测，通过检测可及时了解所输煤质情况，进而能及时地对风煤比和冷热风进行调整控制，可有效地避免突发灭火的意外。

本发明所采取的具体技术手段如下，一是对已有浓度和流量方面的检测设备进行改进，制成一个专用于测定含碳量的装置，以此实现对煤粉含碳量进行在线检测的手段之一，二是相应配套有一定要求的检测过程和做法，通过在线检测到的数据结果，进行运行调整和控制管理，进而来避免燃烧中的意外灭火。

所述的在线含碳量检测装置包含有信号采集的传感器、信号转换的变送器、信号处理计算机系统和信号传输的电缆构成，其原理框图由图1所示。其中，所述传感器包括有原煤流量传感器、温度传感器、风量传感器和煤粉浓度传感器，其中的前三个传感器为针对测定含碳量所改进和新增加的传感器，它们的共同作用是将煤粉体在流动过程中所形成的各相关静电场，通过静电感应将其场强转换成电信号，通过同轴电缆传输给变送器；所述变送器是一个电荷转换处理装置，由多通道板组成，其输出量是一种随着被测粉体的含碳量变化所形成的模拟电压或电流，所输出的电压信号在0～10V范围，或输出的电流信号在4～20mA范围；所述计算机系统包括数字显示、控制执行、打印、报警等，是将变送输出信号进行处理、分析的核心之处；所述传输电缆是将各部件统联起来协调工作的信号传送通道。通过本检测设备将锅炉的风煤入口和运行人员就近而直接地联结起来，便能快速、准确、及时地得到含碳量的变化情况，由此根据该变化来提醒运行人员及时进行在线修正，进而保证运行的稳定性和不灭火。

本发明的核心改进在于能及时观察到煤粉含碳量与所测各种静电信号的关系曲线，它所遵循的规律是含碳量与挥发分成反比的线性关系，根据这个关系显示来调整流量、温度、风量和浓度等，进而实现安全运行。

本发明通过计算机实现自动检测，其采用的计算机软件流程图见图2。

本发明在线检测的具体方法和要求是：

(1)首先是配备一台以本方法中所提供的在线检测装置和计算机软件；

(2)将本装置中的各传感器安装在燃烧室的风煤入口处，将变送器和数据处理系统安装在运行人员处，通过电缆将它们联结起来，由计算机进行自动检测；

(3)首次投运时需根据实际煤质的化验结果进行含碳量和静电信号比的标定；

(4)随时观察煤粉的变化情况，按照煤粉含碳量和挥发分的关系曲线，以对原煤已做的含碳量分析数据比对，及时调整风煤比和冷热风的进风量；

(5)根据煤种的变化随时调整静电信号比对值。

试验表明，依据上述方法进行在线检测，即可做到有效控制因煤种变化所引发的锅炉燃烧灭火事故。

附图说明

图1为本发明在线检测设备的原理框图；

图2为本发明在线检测设备的计算机控制软件流程框图

图3为煤粉分析含碳量和挥发分的关系曲线图；

图4为原煤分析含碳量与所测静电信号的线性关系图；

图5为煤粉分析含碳量与所测静电信号的线性关系图。

图3、图4和图5中，纵坐标为含碳量，横坐标分别为挥发和静电信号量。

具体实施方式

本控制电站锅炉燃烧灭火的在线检测方法所用设备，是一种专用设备，基本原理仍是采用静电原理，整个检测过程维系采样、变送和数据处理的做法，所不同之处在于检测的对象不同和在线实测，并其检测的方法是一种相对比较法，虽选定的信号采集是多方面的，但含碳量的内在变化规律是恒定的，由此确定的数据处理流程和运算法则则是与在先的浓度、流量等测定法不同。

本检测方法的基本出发点仍在于是对煤粉进行一种工业成分的分析，其本质的改进是在线测定，通过分析、比对找出煤粉含碳量，以此来加强运行管理。

对煤进行工业成分分析，是燃煤电站必须进行的工作，它主要是分析下述三种成分：一是水分，二是挥发分，三是固定碳和灰分，其中的挥发分对锅炉的燃烧有很大的影响作用，挥发分多的煤易于着火燃烧，反之，挥发分少的煤着火困难和不易燃烧完全，所以，挥发分含量是对煤进行分类的重要依据。实验表明，挥发分的数量随煤的炭化程度加深而减少，它们之间存在着一种反向关系，其示图由图3给出，其分析数据见表一：

表一

  煤种  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  含碳量  (％)  50.82  51.53  49.75  49.01  48.21  48.14  48.58  49.06  49.66  50.58  49.57  4948  50.25  50.49  50.66  挥发分  (％)  27.6  28.68  30.02  30.59  30.83  30.75  29.7  30.47  29.4  28.27  30.01  28.44  28.69  29.27  29.83

图4为的原煤分析含碳量与所测静电信号的线性关系曲线(煤粉和浓度等一定)：

图5为其煤粉的分析含碳量与所测静电信号的线性关系曲线(煤粉和浓度等一定)。

它们的检测数据见表二：

表二

  煤种1  煤种2  煤种3  煤种4  煤种5 测量仪表输出静电信号(V)  0.6  5.4  5.6  7.2  9.7 原煤分析含碳量(％)  51.33  49.95  50.07  49.57  49.06 煤粉分析含碳量 (％)  58.54  56.46  56.75  56.37  55.62

由上，在煤粉浓度、温度等一定的条件下，本检测装置的输出数据与煤中含碳量呈线性反比关系，是本方法中的判定基准。

综上，通过对煤种含碳量的测定，即可推测出挥发分的多少，以此来判断该种煤燃烧的难易程度，从而可指导运行人员进行燃烧调整。

本检测设备和方法能完全满足电站锅炉监控燃烧灭火的需要。