检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锅炉燃烧技术领域，特别是涉及一种检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特 性的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 对于大型电站煤粉锅炉，锅炉燃烧性能的好坏一方面与煤粉本身的燃烧动力学特 性有关，易着火和燃尽的煤种具有较高的燃烧效率和锅炉热效率；另一方面与锅炉的结构 和配风方式有关，即与煤粉在锅炉内的停留时间、容积热负荷（即燃烧温度）和氧量的配置 等因素有关，因此，锅炉的能效是煤种与锅炉结构耦合的结果。
[0003] 检测煤粉燃烧动力学特性的常用方法有以下几种：
[0004] 1)利用燃煤常规工业分析数据，挥发分高、灰分低的煤种为易着火和燃尽的煤种， 挥发分低、灰分高的煤种为难着火和燃尽的煤种。
[0005] 2)利用热重法研究煤的燃烧特性，即将一定质量和粒度的煤粉颗粒放入热重分析 仪中燃烧，得到热重分析曲线、微商分析曲线和差热分析曲线，进而评判原煤的燃烧特性。
[0006] 3)利用一维炉、工业试验炉进行燃烧试验，根据燃烧试验结果检测煤的燃烧特性。
[0007] 方法1)简单实用，为生产现场常用判别方法，但可靠性和分辨率不高；方法2)为 实验室分析方法，有较高的分辨力，但由于没有结合锅炉的结构特性，只能用于煤种之间的 相对比较；方法3)为试验方法，分辨力高，但试验方法相对复杂，且与燃煤在实际锅炉上的 燃烧特性仍有一定差距。
[0008] 在国内外，热重分析法是检测煤粉燃烧动力特性的常用方法，通过煤粉或煤焦的 热重分析，得到煤的着火稳燃特性指标和燃尽特性综合判别指数，或者其他反映着火和燃 尽的指标，如反映煤的着火和燃尽的综合性指标-燃烧特性指数、煤的燃尽指数等。
[0009] 热重分析法通常在空气气氛下进行分析，因此计算得到的煤样着火稳燃特性指 标、燃尽特性综合判别指数、燃烧特性指数等均是在约21 %氧浓度下的燃烧动力特性指标。 这些指标具有相对比较的意义，但是，由于煤粉在锅炉炉膛内的整个燃烧过程经历不同的 氧浓度，即煤粉燃烧最终结果是煤粉在不同氧浓度、不同温度下燃烧的综合，若将煤粉燃烧 过程离散化，煤粉燃烧将经历无数段小的燃烧过程，这些小的燃烧过程即体现为煤焦在不 同氧浓度和温度下的燃烧，现有的各种燃烧特征指数均无法反映这一过程。而且，两种或多 种煤在21%氧浓度下的燃烧特性差异大小并不能完全反映其在锅炉炉膛内的燃烧特性差 异的大小，原因是不同煤种在21 %氧浓度下燃烧特性指数差别与在其它氧浓度下的差别是 不一样的，即不同煤种的燃烧特性对氧量的敏感性是不一样的。因此，现有的燃烧特性指标 即使用来相对比较也存在不足。
【发明内容】
[0010] 基于此，有必要针对现有技术未反映出不同氧浓度下的燃烧特性差异的问题，提 供一种检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的方法和系统。
[0011] -种检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的方法，包括以下步骤：
[0012] 根据预设的煤粉从燃烧器喷口喷入到离开炉膛的总燃烧时间以及二次风配风状 态，对煤粉燃烧过程进行离散化处理，得到若干个氧浓度区间、若干个温度区间、各个氧浓 度区间的第一燃烧时间以及各个温度区间的第二燃烧时间；
[0013] 对各个氧浓度区间的燃烧过程进行热重分析，得到各个氧浓度区间的第一参数和 第二参数；其中，所述第一参数表示煤粉在各个氧浓度区间内的着火稳燃特性，第二参数表 示煤粉在各个氧浓度区间内的燃尽特性；
[0014] 对各个温度区间的燃烧过程进行热重分析，得到各个温度区间的第三参数和第四 参数；其中，所述第三参数表示煤粉在各个温度区间内的着火稳燃特性，第四参数表示煤粉 在各个温度区间内的燃尽特性；
[0015] 根据第一参数、第二参数、第三参数、第四参数、第一燃烧时间和第二燃烧时间检 测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性。
[0016] -种检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的系统，包括：
[0017] 离散模块，用于根据预设的煤粉从燃烧器喷口喷入到离开炉膛的总燃烧时间以及 二次风配风状态，对煤粉燃烧过程进行离散化处理，得到若干个氧浓度区间、若干个温度区 间、各个氧浓度区间的第一燃烧时间以及各个温度区间的第二燃烧时间；
[0018] 第一热重分析模块，用于对各个氧浓度区间的燃烧过程进行热重分析，得到各个 氧浓度区间的第一参数和第二参数；其中，所述第一参数表示煤粉在各个氧浓度区间内的 着火稳燃特性，第二参数表示煤粉在各个氧浓度区间内的燃尽特性；
[0019] 第二热重分析模块，用于对各个温度区间的燃烧过程进行热重分析，得到各个温 度区间的第三参数和第四参数；其中，所述第三参数表示煤粉在各个温度区间内的着火稳 燃特性，第四参数表示煤粉在各个温度区间内的燃尽特性；
[0020] 检测模块，用于根据第一参数、第二参数、第三参数、第四参数、第一燃烧时间和第 二燃烧时间检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性。
[0021] 上述检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的方法和系统，通过对煤粉燃烧过程进行 离散化处理，得到若干个氧浓度区间、若干个温度区间、各个氧浓度区间的第一燃烧时间以 及各个温度区间的第二燃烧时间；对各个氧浓度区间的燃烧过程进行热重分析，得到各个 氧浓度区间的第一参数和第二参数；对各个温度区间的燃烧过程进行热重分析，得到各个 温度区间的第三参数和第四参数；根据第一参数、第二参数、第三参数、第四参数、第一燃烧 时间和第二燃烧时间检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性，能够反映煤粉在不同氧浓度和温 度下的燃烧特性差异，对锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的检测更加准确可靠。
【附图说明】
[0022] 图1为一个实施例的检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的方法流程图；
[0023] 图2为燃烧器布置示意图；
[0024] 图3为一个实施例的检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的系统的结构示意图；
[0025] 图4为一个实施例的离散模块的结构示意图；
[0026] 图5为一个实施例的检测模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图对本发明的检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的方法的实施例进 行描述。
[0028] 图1为一个实施例的检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的方法流程图。如图1所 示，本发明的检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性的方法可包括以下步骤：
[0029] Sl，根据预设的煤粉从燃烧器喷口喷入到离开炉膛的总燃烧时间以及二次风配风 状态，对煤粉燃烧过程进行离散化处理，得到若干个氧浓度区间、若干个温度区间、各个氧 浓度区间的第一燃烧时间以及各个温度区间的第二燃烧时间；
[0030] S2,对各个氧浓度区间的燃烧过程进行热重分析，得到各个氧浓度区间的第一参 数和第二参数；其中，所述第一参数表示煤粉在各个氧浓度区间内的着火稳燃特性，第二参 数表示煤粉在各个氧浓度区间内的燃尽特性；
[0031] S3,对各个温度区间的燃烧过程进行热重分析，得到各个温度区间的第三参数和 第四参数；其中，所述第三参数表示煤粉在各个温度区间内的着火稳燃特性，第四参数表示 煤粉在各个温度区间内的燃尽特性；
[0032] S4，根据第一参数、第二参数、第三参数、第四参数、第一燃烧时间和第二燃烧时间 检测锅炉炉膛内煤粉燃烧动力特性。
[0033] 在实际燃烧过程中，不同燃烧器的煤粉进入锅炉炉膛的位置不同，使得其整个燃 烧过程经过的氧浓度场和温度场是不同的。在步骤Sl中，可根据燃烧器的标高，将燃烧器 划分为若干层；根据燃烧器炉膛内的温度场和速度场分布