电站锅炉炉膛压力信号的复杂性测度分析

电站锅炉的安全运行主要取决于燃烧的稳定性,实时监测燃烧状态是否稳定,并及时作出判断,对电站锅炉安全、经济运行有着重要的实际意义。以某电厂的监控信息系统(SIS)中的历史数据库作为分析平台,基于非线性动力系统的复杂性刻画理论,提出利用Kolmogorov复杂性测度分析炉膛压力信号的波动程度,从而能够对燃烧状态做定量评价。首先对炉膛压力信号进行必要的预处理,然后分析了锅炉高负荷稳定、锅炉低负荷稳定、锅炉高负荷波动、锅炉低负荷波动、启磨、停磨、点火与停炉等8种典型燃烧工况下的炉膛压力信号复杂性。最后通过一个实例分析,表明复杂性测度能有效区分正常燃烧工况和不稳定工况,并能在一定程度上实现燃烧恶化的预警,为今后电站锅炉燃烧优化奠定基础。     

基于SIS的典型工况下火焰特征统计分析

电厂的煤粉火焰检测装置只作炉膛有火或无火判断,不仅不能对燃烧稳定程度做出定量表述。以某电厂的监控信息系统(SIS)中的历史数据库作为分析平台,对常规光学火检信号所包含的丰富信息进行深层次挖掘。首先对火检信号数据进行必要的预处理,提取出火焰信号的亮度平均值、火焰亮度方差、火焰亮度峰峰值作为火检信号时域特征量,在前人研究的基础上提出并使用“均匀度”作为火检信号频域特征量。然后分锅炉高负荷稳定、锅炉低负荷稳定、锅炉高负荷波动、锅炉低负荷波动、启磨、停磨、点火与停炉等8种典型燃烧工况对火检强度信号作了大量统计分析。结果表明这些特征量能够较准确地反映不同工况下的火焰燃烧状态,并为今后电站锅炉燃烧优化奠定了基础。     

基于SIS中炉膛压力信号的燃烧状况诊断研究

目前炉膛压力与燃烧稳定性的关系不是十分明确,国内在这方面的研究多数是针对试验炉和利用附加的检测仪器设备在现场采集信号进行分析,与电厂的实际运行采集数据还有差别。利用天津某电厂安装的SIS(监控信息系统)历史数据库采集的炉膛负压信号,分8种典型工况分别对大量压力数据进行了功率谱分析,获得这些工况下的频域能量分布和特征频率出现的一些规律,为进一步研究炉膛压力与燃烧稳定性之间的关系打下了基础。     

超(超超)临界机组引风机超前控制策略研究与应用

超(超超)临界机组炉内燃烧状态的变化比亚临界机组更加剧烈,使得其炉膛压力对燃烧工况的改变更加敏感,导致在某些特殊工况下炉膛压力波动过大,从而影响机组的安全稳定运行。针对上述情况的发生机理,提出了引风机的超前控制策略,以弥补传统炉膛压力控制策略的不足。以乐清电厂、北仑电厂三期工程基建调试为例,对优化策略实施前后炉膛压力控制品质、适应性和相关数据进行了比较和分析。     

火焰中心高度对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究

火焰中心位置是影响W型锅炉燃烧的重要因素.利用数值模拟技术对某电厂300MW机组W型火焰锅炉炉内燃烧进行了3个工况的计算.通过分析各个工况下炉内温度场、侧墙结渣原因、Nox排放量以及炉膛出口处飞灰含碳量得出,炉内火焰中心位置下移时,下炉膛内温度水平升高,侧墙附近和炉膛中部压差减小,Nox排放量明显降低,炉膛出口处飞灰含碳量基本上呈线性降低.     

炉膛火焰图像数字技术在电厂锅炉燃烧优化控制中的应用

在大型电厂锅炉上．采用计算机图像采集处理技术将炉膛看火电视装置获取的图像信号转化为数字信号，通过计算机处理获得相应的温度图像，并在图像显示器上显示，给出燃烧状态综合监视图．为运行人员提供操作指导针对电厂燃煤机组锅炉主蒸汽压力的滞后特性．首次从检测到的火焰图像中提取炉膛辐射能信号代替热量信号,以提高锅炉主蒸汽压力的稳定性,改善机组的负荷响应速度,同时,通过燃烧调整,找出最佳运行工况,优化燃烧,达到降低机组NOx排放量,提高锅炉效率的目的.     

基于炉膛辐射能信号的直流炉燃烧优化控制试验研究

采用基于火焰图象处理的炉膛辐射能信号监控系统对姚孟电厂300MW直流锅炉进行了现场检测.在此基础上,将炉膛辐射能信号引入炉膛燃烧控制回路,对锅炉进行了风煤比燃烧优化控制试验.试验结果表明,建立在辐射能信号为基础的相关控制策略,能够有效地强化炉膛燃烧,降低NOx的生成.     

基于SIS的火焰燃烧稳定性诊断研究

以某电厂的监控信息系统(SIS)中的历史数据库作为分析平台,讨论了一种基于统计分析和自组织特征映射(SOFM)神经网络状态识别的燃烧诊断方法.首先对火检信号样本进行特征提取,提取出火焰亮度平均值、火焰亮度方差、火焰亮度峰峰值和均匀度等4个特征量,大量统计分析表明这些特征量能够反映不同工况下的火焰燃烧状态.然后将火焰信号特征值作为自组织神经网络输入,通过自组织训练,得到对应于稳定和不稳定燃烧状态下的不同输出区域.经过验证,这种方法能有效识别火焰燃烧状态的稳定与否.最后,利用自组织神经网络的多次聚类结果,分析并验证了用燃烧指数对燃烧状态作定量描述的可行性.     

多层辐射能信号检测在燃烧诊断中的应用研究

为获取煤粉炉内详细而有效的检测参数,通过布置在某300MW电厂锅炉炉本体上的16支CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)火焰探头从不同高度、不同层面实时拍摄炉内火焰图像,经图像处理技术处理后得到反映炉内多个区域燃烧强度的多层辐射能信号。通过对一次炉膛灭火事故的分析表明,炉内多层辐射能事故响应时间更迅速,提供的炉内燃烧工况信息更全面。在查明灭火事故的起始位置及发展过程的基础上,采取了相关措施后,该炉至今未发生类似灭火事故。多层辐射能检测信号可作为一个有效工具应用于大型燃煤电厂锅炉的燃烧诊断中。     

循环流化床锅炉炉膛火焰TV系统的研究开发

阐述了直观监视循环流化床 (CFB)锅炉炉内燃烧工况的重要性 ,用于CFB锅炉的炉膛火焰TV系统的特点及构成 ,同时将沈北电厂、正定电厂的试用情况进行了分析。图 1参 3     

FW型W火焰锅炉高负荷运行提高氧量困难的研究

介绍了阳城国际发电有限公司FW型W火焰锅炉燃烧及火检信号的空间分布特征,对目前同类型W火焰锅炉所存在的高负荷下火检稳定性变差、燃烧不稳、提高氧量困难的原因进行了探讨,认为改善一次风气流的着火条件,可提高高负荷时燃烧的稳定性。     

磁场对强旋流燃烧过程中NO生成特性的影响

在强旋流火焰周围安放固定磁场,采用CST-24型数字式磁强计测定磁场强度,采用WRNK的铠装镍铬热电偶和KM9106综合烟气分析仪检测不同磁场下强旋流燃烧火焰温度和NO浓度,分析了不同磁场下强旋流燃烧特性和NO生成特性。结果表明：在磁场作用下火焰中心温度明显提高,外缘温度有所降低,火焰外缘NO浓度显著降低。磁场通过改变强旋流火焰温度分布进而影响火焰中NO的浓度;磁场的作用使生成NO的带电离子或离子团彼此碰撞的机会减少,进而减少了火焰中NO生成。     

同向和反向合成气旋流扩散燃烧研究

针对同向和反向合成气旋流扩散火焰燃烧开展研究,测量了燃烧中间产物OH自由基浓度、火焰温度及污染物的排放。实验结果表明,燃烧的稳定性受旋流产生的回流区和扩散混合两方面的因素控制,加强回流有利于燃烧稳定,加强混合也有利于燃烧稳定。燃料和空气同向旋流和反向旋流相比,总回流量较大,能够向回流区卷吸更多的活性自由基OH和热量,从而有利于燃烧稳定。当燃料和空气的旋流数比较小时,混合对燃烧的稳定性也会产生重要影响,空气和燃料的反向旋流由于混合较为强烈从而稳定性比空气和燃料同向旋流时要好。尽管NOx排放受混合的影响,但针对文中的实验,主要是热力型机理对NOx的排放起作用。在CO排放中,较低功率下由于温度较低导致CO排放指数较高,实验中当功率大于34 kW时,温度较高,CO排放接近于零。     

ZHC-D型双炉膛燃烧监控系统软硬件设计及实现

目前电站燃煤机组在实时获取较全面的反映炉内燃烧状况,有利于及时进行炉内燃烧调整控制方面仍然存在较大问题。ZHC-D型燃烧监控系统能够实时检测炉内火焰图像和辐射能信息,并计算炉内燃烧三维温度场,为这一问题提供了很好的解决方案。介绍了该系统的结构和硬件软件设计,以及系统在国产某300MW双炉膛电站锅炉中的应用情况。     

基于光谱分析的煤粉火焰复合判据和燃烧诊断研究

该文研究了煤粉火焰辐射光谱信号，发现在煤粉锅炉中不仅不同火焰及炉墙的黑度不同，在煤粉不同燃烧阶段还存在一些特征谱线。根据是否存在这些特征谱线，以及测得的火焰黑度和火焰的光谱辐射强度可以可靠地构造火焰是否存在的判据。在350MW煤粉锅炉上的实测数据验证了这种复合判据的正确性。这可以给锅炉提供一种新的可靠的火检方法。作者还采用人工神经网络算法根据火焰的黑度和一定波段范围的辐射强度对煤粉火焰的燃烧状况进行诊断作了初步研究，结果表明可以对燃烧的不同状况进行诊断，将有助于优化燃烧。     

ABB智能火焰检测系统应用介绍

介绍了ABB智能火焰检测系统在国华粤电台山发电有限公司的应用,该系统在安装、调试阶段运行情况艮好,但是在机组投产后出现火焰检测值偏小、火检信号逐渐减弱等现象。经分析,产生上述问题的主要原因是炉膛燃烧方式与火检探头安装方式不匹配,最后提出了相应的改进措施,以保证机组的安全稳定运行。     

黎开预混燃烧器热声不稳定的试验研究

为探索燃烧过程中热声不稳定的产生机理，搭建了黎开(Rijke)预混燃烧器热声不稳定研究试验台架，并进行了试验研究。Rijke预混燃烧器为直径40 mm，管长1066 mm的不锈钢圆管，下端封闭，上端开口；致密堇青石材质的多孔介质稳燃体位于燃烧器四分之一管长处，甲烷与空气的预混气体在稳燃体上方燃烧形成平面火焰作为加热热源。试验发现，化学当量比f 对Rijke预混燃烧器内热声不稳定的强度有重要的影响，维持Rijke预混燃烧器持续燃烧的下限极限化学当量比和上限极限化学当量比分别为0.63和1.75。另外，试验发现了预混燃烧器内热声不稳定的最大强度并非发生在f=1.0时，而是在f=1.30左右；并且当1.0￡f ￡1.5时，预混燃烧器内的热声不稳定均维持较高的强度。     

V94.3A型燃气轮机火检装置烧毁原因分析及改进

介绍了V94.3A型燃气轮机燃烧室及火检装置的结构,保护动作前后燃气轮机运行参数的变化,分析了火检装置烧毁是由于石英玻璃罩破裂而使火检探头烧坏,火焰信号丢失。从火检装置结构、保护动作逻辑及运行管理方面提出了改进措施。