[發(fā)明專利]一種檢測(cè)及控制氣化爐的方法、設(shè)備及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010541946.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN111753691A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程文豐;郭泗勇;宛政;徐月亭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電氣集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;C10J3/00;C10J3/72;C10J3/74
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 楊曉萍

本發(fā)明提供一種檢測(cè)及控制氣化爐的方法、設(shè)備及系統(tǒng)，所述方法包括：接收連續(xù)拍攝的至少一幀氣化爐喉口圖像；對(duì)至少一幀氣化爐喉口圖像中像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果確定氣化爐內(nèi)燃燒檢測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的特征數(shù)據(jù)；根據(jù)特征數(shù)據(jù)，確定氣化爐內(nèi)燃燒檢測(cè)參數(shù)，并根據(jù)氣化爐內(nèi)檢測(cè)參數(shù)，對(duì)輔助生物質(zhì)燃料在氣化爐燃燒的設(shè)備進(jìn)行控制。利用本方法能優(yōu)化氣化爐喉口布風(fēng)條件，改善熱解氣和焦油燃燒狀況，有效提高對(duì)于喉口斷面溫度的判斷準(zhǔn)確率，減少冷區(qū)和燃燒不均勻現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高系統(tǒng)氣化率和燃?xì)鉄嶂担€可直觀反映由送料系統(tǒng)輸送至氣化爐的生物質(zhì)炭速率，結(jié)合送風(fēng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，有效的提高生物質(zhì)氣化爐的變負(fù)荷響應(yīng)速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣化爐燃燒發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種檢測(cè)及控制氣化爐的方法、設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前通過燃料進(jìn)行火力發(fā)電主要存在兩種方式：一種為通過傳統(tǒng)鍋爐燃燒器燃燒煤炭燃料的方式發(fā)電，另一種為燃燒生物質(zhì)熱解氣方式發(fā)電，其中燃燒生物質(zhì)熱解氣方式發(fā)電，是利用熱化學(xué)方法將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為含H₂、CH₄、CO等合成燃?xì)猓瑢⒑铣扇細(xì)庾罱K送入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行燃燒發(fā)電，其特點(diǎn)是機(jī)組規(guī)模小、設(shè)備投資少、建設(shè)周期短、變負(fù)荷響應(yīng)快，特別適用于分布式發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)景。

生物質(zhì)原料在氣化系統(tǒng)中先后完成熱解、氣化過程，其中氣化所需能量由熱解氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馓峁瑹峤鈿庠跉饣癄t喉口停留時(shí)間不到2秒，送風(fēng)量不足或布風(fēng)不均會(huì)導(dǎo)致燃燒不充分；而送風(fēng)過量又會(huì)降低喉口溫度、稀釋高溫?zé)煔猓瑦夯褂腿急M效果。因此，及時(shí)了解熱解氣在氣化爐內(nèi)燃燒狀態(tài)的好壞，是預(yù)測(cè)生物質(zhì)燃料產(chǎn)生熱值和焦油含量高低的關(guān)鍵，但目前很難檢測(cè)上述參數(shù)。

現(xiàn)有的對(duì)于傳統(tǒng)的鍋爐燃燒測(cè)溫方式為布點(diǎn)安裝熱電偶測(cè)溫，使用此種方法檢測(cè)生物質(zhì)燃燒溫度，由于燃燒爐邊存在較大熱慣性，無法很好的檢測(cè)熱解氣在空間燃燒的特性。

現(xiàn)有技術(shù)通常還使用通過光譜分離器將火焰信號(hào)分割為紫外線光、紅外線光及可見光，分別用于火焰監(jiān)測(cè)、火焰測(cè)溫以及火焰燃燒圖像監(jiān)視，但傳統(tǒng)煤粉和生物質(zhì)燃料的成分不同導(dǎo)致火焰顏色和輻射波長(zhǎng)都不相同，其中，生物質(zhì)燃料揮發(fā)分含量占比較高，通常為60％～70％，且多為多碳長(zhǎng)鏈、沸點(diǎn)大于苯的焦油，而燃煤通常在30％左右，因此揮發(fā)分火焰輻射強(qiáng)度不同；并且生物質(zhì)燃料，特別是稻殼、秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物中，Cl及K、Na等堿金屬含量比煤炭高，且30％左右的堿金屬會(huì)在熱解階段隨熱解氣釋放，因此揮發(fā)分輻射波長(zhǎng)分布不同，所檢測(cè)的火焰顏色也不相同；并且傳統(tǒng)煤粉和生物質(zhì)燃料的燃燒環(huán)境和場(chǎng)景不同，通常燃煤鍋爐利用金屬水冷壁吸收火焰輻射，考慮金屬材質(zhì)限制，爐膛容積設(shè)計(jì)較大，火焰較為集中于爐膛中部，低溫區(qū)與高溫區(qū)分界明顯，檢測(cè)較為方便，而生物質(zhì)氣化爐為使焦油在喉口段燃燒耗盡，喉口壁面敷設(shè)有較厚耐火澆注料，可近似為絕熱爐膛，且橫截面積設(shè)計(jì)較小，所以喉口斷面整體熱負(fù)荷較高，火焰鋒面識(shí)別難度大。此外，燃煤鍋爐采用一次風(fēng)送粉、煤粉爐內(nèi)懸浮燃燒的形式，對(duì)給粉機(jī)和送風(fēng)機(jī)發(fā)出調(diào)節(jié)指令后，爐內(nèi)負(fù)荷可以很快做出響應(yīng)；而生物質(zhì)氣化工藝中，原料熱解完全釋放揮發(fā)分的所需時(shí)間較長(zhǎng)，從生物質(zhì)原料分解到熱解氣釋放、生物質(zhì)半焦進(jìn)入氣化爐都存在較大時(shí)間延遲，難以控制熱解氣的生成速度。

因此目前的傳統(tǒng)的鍋爐的燃燒檢測(cè)方式不適于應(yīng)用到生物質(zhì)氣化爐內(nèi)部檢測(cè)，需要針對(duì)生物質(zhì)氣化爐內(nèi)特定的燃燒環(huán)境重新設(shè)計(jì)檢測(cè)方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種檢測(cè)及控制氣化爐的方法、系統(tǒng)及氣化爐，用于解決現(xiàn)有技術(shù)不能及時(shí)了解熱解氣在氣化爐內(nèi)燃燒狀態(tài)，且生物質(zhì)原料從分解到熱解氣釋放、生物質(zhì)半焦進(jìn)入氣化爐都存在較大時(shí)間延遲，難以控制熱解氣的生成速度的問題。

本發(fā)明第一方面提供一種檢測(cè)及控制氣化爐的方法，所述方法包括：

接收連續(xù)拍攝的至少一幀氣化爐喉口圖像；

對(duì)所述至少一幀氣化爐喉口圖像中像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果確定氣化爐內(nèi)燃燒檢測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的特征數(shù)據(jù)；