[發明專利]一種超聲波煤粒共振燃燒優化技術及設備

無效

• 申請號: 201010608716.1
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102175033A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 韓璞;李加護;馬世京;王瀛洲;牛貝
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: F23K3/00
• 分類號: F23K3/00;F23N5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于燃煤鍋爐技術領域，特別涉及一種超聲波煤粒共振燃燒優化技術及設備。

背景技術

我國火力發電主要是指使用動力煤發電，其所占中國總裝機容量約在75％以上，對于燃煤爐而言，不完全燃燒熱損失較高，不僅降低了鍋爐效率，浪費了能源，而且也增加污染物的排放，隨著全球能源的緊缺，節能減排已經作為一項國家基本政策，而減小燃煤不完全燃燒熱損失及提高煤的燃燒效率，而通過大量的基礎實驗發現，采用超聲波對煤粒產生共振，對煤的高效潔凈燃燒效果非常顯著。

共振提高燃燒效率的原理為：

(1)共振可以及時震掉煤粒表面的灰，可以使煤中可燃質及時接觸高溫煙氣充分燃燒；

(2)煤粉爐基本處于擴散區或過渡區，煤粉共振使得煤粉與熱空氣的相對速度增加，即搞高了擴散速度，故提高了化學反應速度；

(3)煤粒共振減小煤粒粘結的幾率，擴大了煤粒與空氣的接觸面積，使煤粉更充分接觸空氣；

(4)煤粉共振增加了顆粒的動能，抑制了顆粒之間、顆粒與熱面之間的吸引力，可以減少結焦；

(5)煤粒共振提高了送入爐內氧量的利用效率，降低污染物NOx的排放。

但是，目前還沒有相應的設備在實際生產中使用。

發明內容

本發明提供了一種超聲波煤粒共振燃燒技術及設備，能根據送入鍋爐煤粉顆粒的大小發出相應的頻率的超聲波，使絕大部分煤粉產生共振或振動，從而提高煤粒的燃燒率，從而達到燃燒優化的目的。

本發明所述的超聲波煤粒共振燃燒技術，包括以下步驟：

(1)使用數字煤粒固有頻率檢測裝置對進入鍋爐燃燒的煤粒進行實時連續采樣；采樣頻率為每3～5分鐘一次；

(2)在數字煤粒固有頻率檢測裝置中實時連續測定煤粒的固有頻率；

(3)入爐煤粒的固有頻率和鍋爐負荷信息共同匯總到控制系統，由控制系統對超聲波發生器進行調節，實時調整超聲波發生器的頻率為所述入鍋煤粒的固有頻率，調整超聲波發生器的功率與鍋爐負荷成正比，比例關系式為P＝k·D，其中P為超聲波發生器的功率，D為鍋爐負荷，k為關系系數，取值范圍為10^-3～10^-1。

本發明提供的超聲波煤粒共振燃燒設備，其結構為：在鍋爐中、煤粒進料口的下方設置超聲波發生器；該超聲波發生器與控制系統連接，控制系統分別與煤粒固有頻率檢測裝置、鍋爐出力控制系統連接，接收煤粒固有頻率檢測裝置和鍋爐出力控制系統發送來的數據，并向煤粒固有頻率檢測裝置和超聲波發生器發出控制指令。

所述超聲波發生器的頻率和功率連續可調。

本發明的有益效果為：

對任何煤種，均能實時連續的檢測煤粒的固有頻率，從而實時調整超聲波發生器的固有頻率工功率，使煤粒發生共振或振動，達至優化燃燒。為鍋爐的潔凈燃燒和節能環保提供了新的方向，該技術不僅適用于煤粉爐，而且也適用于循環流化床鍋爐，即適用新建電廠鍋爐安裝使用也適用于現有鍋爐的技術改造。該裝置簡單實用，基本免維護，成本低，效率高。

附圖說明

圖1為所述超聲波煤粉共振燃燒設備的結構示意圖。

圖中標號：

1-鍋爐；2-超聲波發生器；3-控制系統；4-煤粒固有頻率檢測裝置；5-鍋爐出力控制系統。

具體實施方式

本發明提供了一種超聲波煤粒共振燃燒技術及設備，下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。

如圖1所示，在鍋爐1中、煤粒進料口的下方設置超聲波發生器2；該超聲波發生器2與控制系統3連接，控制系統3分別與煤粒固有頻率檢測裝置4、鍋爐出力控制系統5連接，接收煤粒固有頻率檢測裝置和鍋爐出力控制系統發送來的數據，并向煤粒固有頻率檢測裝置和超聲波發生器發出控制指令。其中，超聲波發生器2的頻率和功率連續可調。

該設備工作時，按以下步驟進行操作：

(1)使用數字煤粒固有頻率檢測裝置對進入鍋爐燃燒的煤粒進行實時連續采樣；采樣頻率為每3分鐘一次。

(2)在數字煤粒固有頻率檢測裝置中實時連續測定煤粒的固有頻率；

(3)入爐煤粒的固有頻率和鍋爐負荷信息共同匯總到控制系統，由控制系統對超聲波發生器進行調節，實時調整超聲波發生器的頻率為入鍋煤粒的固有頻率，調整聲波發生器的功率為P＝10^-2·D，其中D為鍋爐負荷。