[發明專利]一種煤粉鍋爐爐膛及其氣體在線監測預警系統

有效

• 申請號: 202110021047.6
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112834705B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 彭志敏;丁艷軍;杜艷君;王振;呂俊復
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N21/39;G01N21/01;F22B37/38
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 杜德海

本發明提供一種煤粉鍋爐爐膛及其氣體在線監測預警系統，所述系統包括：至少一個取樣裝置，所述至少一個取樣裝置中的任一個取樣裝置安裝于煤粉鍋爐爐膛的還原區上的一個監測點，至少一個監測點分布設置于煤粉鍋爐爐膛的還原區；與所述至少一個取樣裝置連接的稀釋模塊；分別與所述至少一個取樣裝置以及所述稀釋模塊連接的監測模塊；其中，所述取樣裝置將采集的樣氣輸送到所述監測模塊。本發明可以延長濾芯使用壽命，減少日常維護，也可以實現大型火電機組高效節能、低碳環保和工業安全。

技術領域

本發明涉及氣體監測技術領域，特別是指一種煤粉鍋爐爐膛及其氣體在線監測預警系統。

背景技術

近年來，火電機組為滿足超低排放政策要求(NO_X≤50mg/Nm³)，普遍采用低氮氧化物燃燒技術以實現NOx超低排放目標，但對于高硫貧煤鍋爐，高效燃燒與低氮燃燒矛盾突出，采用分級低氮燃燒技術導致爐膛局部缺氧嚴重，雖然可有效地降低燃燒區燃燒速率和溫度，但會造成CO濃度的急劇增加，從而大大增加化學未完全燃燒熱損失。同時會在爐膛內形成還原性氣氛，在強還原性氣氛條件下(過剩空氣系數α1)抑制NO_X生成量，但在高硫煤燃燒工況下，還原性氣氛會導致H₂S濃度急劇升高，而H₂S作為一種強腐蝕性氣體，當其濃度高于百ppm量級時，會對水冷壁造成強烈的高溫腐蝕作用，在爐內燃燒劇烈的OFA-SOFA區域高溫腐蝕最為嚴重，目前采用噴涂可在一定程度延緩水冷壁高溫腐蝕速率，但受噴涂材料、工藝、使用期限及費用等方面限制，該技術無法從根本上解決水冷壁H₂S高溫腐蝕問題。因此，在鍋爐爐膛還原區域在線監測H₂S濃度顯得至關重要。通過測量H₂S濃度可直接反映爐內燃燒狀態，在此基礎上進行配風調整，有助于燃燒優化，避免爐膛結渣和高溫腐蝕。

現有技術至少存在如下問題：

1.預處理系統采用高溫伴熱方式，為了去除取樣管路中煙氣中殘留的水分，需在取樣管路外加高溫伴熱管帶，取樣系統復雜，未去除的水分容易污染測量鏡片，引起測量誤差，需要后期經常擦拭；系統煙氣取樣量大，對前端濾芯要求較高，日常維護量大。

2.測量技術落后，目前，H₂S監測技術主要采用脈沖紫外熒光和電化學，其中紫外熒光技術首先需要將H₂S轉化為SO₂，進而通過測量SO₂差值得到H₂S濃度，該技術不僅系統復雜，H₂S轉化效率也制約了其測量精度進一步提高；而電化學技術存在選擇性差、易干擾、易中毒、壽命短等問題，適用于離線測量。

3.離線測量方式：燃煤鍋爐運行采用低氮燃燒方式，針對爐膛水冷壁出現高溫腐蝕情況，鍋爐專工多采取在水冷壁開孔，抽取方式將煙氣送入便攜式分析儀離線測量，這種方式只能監測當時工況氣體組分濃度，并不能實現對鍋爐爐膛內部氣體組分實時在線測量，對調整優化送風系統指導意義較小。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種煤粉鍋爐爐膛及其氣體在線監測預警系統。實現大型火電機組高效節能。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種煤粉鍋爐爐膛的氣體在線監測預警系統，包括：

至少一個取樣裝置，所述至少一個取樣裝置中的任一個取樣裝置安裝于煤粉鍋爐爐膛的還原區上的一個監測點，至少一個監測點分布設置于煤粉鍋爐爐膛的還原區；

與所述至少一個取樣裝置連接的稀釋模塊；

分別與所述至少一個取樣裝置以及所述稀釋模塊連接的監測模塊；

其中，所述取樣裝置將采集的樣氣輸送到所述監測模塊。

可選的，至少一個監測點分布設置于煤粉鍋爐爐膛的還原區水冷壁鰭片間隙。