[發(fā)明專利]一種基于化學(xué)平衡的燃煤鍋爐能效在線監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610693437.7
• 申請(qǐng)日: 2016-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106323657B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯海盟;邵春巖;祁國(guó)恕;王維寬;惠宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)科威專利代理有限責(zé)任公司 21101
• 代理人: 王勇

1.一種燃煤鍋爐能效在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，它由以下步驟組成：

(1)在線監(jiān)測(cè)燃煤鍋爐每小時(shí)平均給水流量、給水溫度、蒸汽壓力、蒸汽溫度及蒸汽濕度，計(jì)算得到每小時(shí)鍋爐工質(zhì)吸收的有效熱量Q₁＝D_gs(h_zq-h_gs-rw/100)；

其中，Q₁—鍋爐有效熱量(kJ/h)；D_gs—給水流量(kg/h)；h_zq—蒸汽焓(kJ/kg)；h_gs—給水焓(kJ/kg)；r—汽化潛熱(kJ/h)；w—蒸汽濕度(％)；

(2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鍋爐煙氣流量(m³/h)及煙氣中CO₂濃度(％)、CO濃度(％)和SO₂濃度(％)，計(jì)算得到每小時(shí)鍋爐煙氣中的C元素含量M_C煙氣(kg/h)和S元素含量M_S煙氣(kg/h)，M_C煙氣＝Q_煙氣×(Φ_CO2+Φ_CO)×12/22.4，M_S煙氣＝Q_煙氣×Φ_SO2×32/22.4；

其中，M_C煙氣—煙氣中C元素含量(kg/h)；M_S煙氣—煙氣中S元素含量(kg/h)；Q_煙氣—鍋爐煙氣流量(m³/h)；Φ_CO2—煙氣CO₂濃度(％)；Φ_CO—煙氣CO濃度(％)；Φ_SO2—煙氣SO₂濃度(％)；12—C元素的摩爾質(zhì)量(g/mol)；32—S元素的摩爾質(zhì)量(g/mol)；22.4—?dú)怏w摩爾體積(L/mol)；

(3)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鍋爐飛灰、底渣量(kg/h)以及灰渣的含碳量(％)，計(jì)算得到每小時(shí)鍋爐飛灰、底渣中的C元素含量(kg/h)，進(jìn)而得到鍋爐每小時(shí)入爐的總C元素量M_C(kg/h)，M_C飛灰＝M_飛灰×ω_C飛灰，M_C底渣＝M_底渣×ω_C底渣，M_C＝M_C飛灰+M_C底渣；

其中，M_C飛灰—飛灰中C元素含量(kg/h)；M_C底渣—底渣中C元素含量(kg/h)；M_C—入爐的總C元素含量(kg/h)；M_飛灰—飛灰量(kg/h)；M_底渣—底渣量(kg/h)；ω_C飛灰—飛灰含碳量(％)；ω_C底渣—底渣含碳量(％)；

(4)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鍋爐供風(fēng)量(m³/h)、煙氣量(m³/h)、鍋爐出口煙氣氧含量(％)，可計(jì)算得到燃燒消耗的總氧量，M_O2＝Q_{供風(fēng)}×21％-Q_煙氣×Φ_O2；

其中，M_O2—燃燒消耗的氧氣量(kg/h)；Q_{供風(fēng)}—鍋爐供風(fēng)量(kg/h)；Φ_O2—煙氣O₂濃度(％)；

(5)再根據(jù)燃燒的C元素量，通過(guò)燃燒過(guò)程中的氧平衡計(jì)算得到每小時(shí)鍋爐燃燒的總H元素量M_H(kg/h)，其中，煤中S和N燃燒消耗的氧量按總氧量的1％取值進(jìn)行計(jì)算修正，M_H＝(M_O2×99％-Q_煙氣×Φ_CO2×32/12-Q_煙氣×Φ_CO×16/12)×2/16；

其中，M_H—燃燒的總H元素量(kg/h)；Q_煙氣—煙氣量(kg/h)；Φ_CO2—煙氣CO₂濃度(％)；Φ_CO—煙氣CO濃度(％)；32/12—O與C完全燃燒的質(zhì)量比；16/12—O與C未完全燃燒的質(zhì)量比；2/16—H與O燃燒質(zhì)量比；

(6)通過(guò)每小時(shí)鍋爐燃燒的C、H和S元素的量，以及C、H和S的燃燒熱，計(jì)算得到每小時(shí)鍋爐輸入的總熱量Q_總＝32800M_C+142900M_H+9250M_S；

其中，Q_總—鍋爐總熱量(kJ/h)；M_C—鍋爐燃燒的總C量(kg/h)；M_H—鍋爐燃燒的總H量(kg/h)；M_S—鍋爐燃燒的總S量(kg/h)；32800—C的燃燒熱(kJ/kg)；142900—H的燃燒熱(kJ/kg)；9250—S的燃燒熱(kJ/kg)；

(7)通過(guò)Q_總和Q₁，計(jì)算得到鍋爐熱效率η＝Q₁/Q_總，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐熱效率的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

(8)根據(jù)煙氣中CO₂和CO的濃度，計(jì)算鍋爐燃燒效率，CE＝Φ_CO2/(Φ_CO2+Φ_CO)×100％，式中：Φ_CO2和Φ_CO分別為煙氣中CO₂和CO的濃度；

(9)同時(shí)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)鍋爐的排煙溫度、煙氣氧含量和灰渣碳含量等節(jié)能指標(biāo)，為鍋爐運(yùn)行優(yōu)化提供依據(jù)。