基于实时辐射能信号的锅炉燃烧优化

基于热辐射图像处理的可视化监测技术,实时采集炉内燃烧火焰图像信息,以此计算炉膛辐射能信号。该方法获取的辐射能信号与机组发电功率具有相同的量程,其值直接反映出当前炉内能量所具备的发电能力。在此基础上分析了辐射能信号参与入炉煤量优化调整的控制策略,并在一台300 MW锅炉上进行了优化系统投运实验。结果表明,引入辐射能信号到锅炉燃烧控制回路是可行的,改善了机组协调控制的品质。     

工业炉内火焰图像在线检测系统及其试验

要实现工业炉内三维温度场的可视化,必须采集炉内的辐射图像。用两只火焰图像探测器和相应的计算机图像采集处理系统,在武钢热轧带钢厂3#加热炉中进行了火焰图像在线检测的试验研究。首先介绍了系统的硬件特别是探头的冷却系统配置情况;随后进行烧嘴调试试验,检验了系统的运行情况,特别是检验了探头摄取的图像质量,良好的图像质量为下一步图像处理和三维温度场可视化提供了有效的保证。     

燃烧调整对炉内三维温度场分布的影响

在一台300MW锅炉上采用12个火焰图像探测器和三维温度场监控系统进行了燃烧调整对炉内三维温度场分布影响的实验研究,结果表明：300MW和220MW的高温区域的温度相差约300K;总风量和层间燃料量的调整试验直接影响炉内沿高度方向的温度场分布。     

基于炉内温度分布的NOx排放特性的神经网络模型

电站锅炉燃烧产物NOx的生成受煤种、锅炉负荷、配风方式、过剩空气系数、炉膛温度以及其分布的均匀性等多种因素的制约非常复杂。借助优化燃烧调整试验数据,将燃烧过程三维温度场可视化检测信息如炉膛断面最高温度作为重要原始信息,建立反映锅炉NOx排放特性的神经网络模型,并对此模型进行了校验。结果表明,该模型能准确预报锅炉在不同工况下的NOx排放特性,结合全局寻优技术,可为大型电厂锅炉低NOx排放提供稳态优化运行方案。     

增压锅炉燃烧监测试验研究

增压锅炉是船用蒸汽动力装置中的700 K左右,而在高负荷运行时火焰温度约为1 900 K,辐射温度与数值模拟结果吻合较好;同时,对锅炉6种不同运行负荷下火焰辐射能信号监测分析发现,辐射能信号与过热蒸汽温度和烟气温度的变化趋势也基本一致,有利于将辐射能作为反馈信号引入到控制系统中,从而优化锅炉控制.     

新型内直流外旋流燃烧器流场特性的研究

研究了一种新型燃烧器的流场特性,其一次风分为内直流、外旋流2部分.采用5孔探针法和粒子图像测试技术测量一次风管模型的冷态射流场,并采用CFD软件进行数值模拟.对比分析了流场的时均分布和湍流特性(旋流强度、湍流强度、方向关联系数及湍动能等).结果表明:一次风的内直流部分使其具有一定的射流刚性,且没有中心回流区;外旋流部分对内、外侧气流的卷吸作用则使流场拥有较好的外部回流、整体混合及滞留特性;两者作用的相对强弱取决于叶片倾角及内外筒径比等.     

辐射能信号与锅炉吸热量静态关系的试验分析

通过三维温度场监控系统采集某300 MW机组燃煤锅炉燃烧火焰图像,计算得到炉膛燃烧的辐射能信号,并根据锅炉运行参数计算了锅内过程不同阶段的吸热量。计算表明,除空气预热器外,在(200~300)MW负荷范围内,辐射能信号与锅炉不同阶段的吸热量均呈线性变化。把辐射能的微分信号引入到锅炉过热器的减温调节系统后,使过热蒸汽温度最大偏差<3℃,取得了良好的实际调节控制效果。