一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法技术

一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，包括以下步骤：1）建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置预测模型；2）建立炉膛热负荷与水冷壁壁温计算模型；3）建立锅炉不同工况下炉膛热负荷分布与水冷壁壁温分布对应的数据库；4）现场提取实际运行数据；5）根据实际水冷壁壁温测量值，调用数据库，计算炉膛三维热负荷分布；6）利用2）所建计算模型，重新计算水冷壁壁温，判断其与测量值的平均误差是否满足要求；7）根据计算所得热负荷分布，利用1）所建预测模型，得到实际炉膛火焰中心位置，并图形显示火焰中心在炉膛内的状态，判断火焰中心是否偏斜；采用本发明专利技术提供的方法，可实现炉膛燃烧过程中的监控与调整，为工业生产的安全性与经济性提供保障。

Method for monitoring flame central position of boiler furnace

A boiler furnace flame center position monitoring method, which comprises the following steps: 1) to establish the thermal load and the flame center position prediction model; 2) to establish the thermal load calculation and water wall temperature model; 3) the establishment of the boiler load distribution of heat furnace and water wall temperature distribution of the corresponding database; 4 the actual operation data extraction); 5) according to the actual water wall temperature measurement, call database, load distribution calculation of three-dimensional thermal furnace; 6) 2) by using the model, re calculation of the water wall temperature, to determine whether the average error of the measured values and meet the requirements; 7) according to the calculated heat the load distribution, 1) using the forecast model, get the actual flame center position, and graphical display of the flame center in the furnace, the judgment whether the flame center deviation; recovery With the method provided by the invention, the monitoring and adjustment in the combustion process of the furnace can be realized, and the safety and the economy of the industrial production can be guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法
本专利技术属于锅炉炉膛燃烧领域，具体涉及一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法。
技术介绍
锅炉炉膛的火焰中心是体现锅炉燃烧状况的重要因素，是炉内燃烧状态的直接反映。火焰中心高度位置变化直接影响着煤粉颗粒的着火、燃尽、污染物排放以及水冷壁和过热器热负荷分配等。火焰中心如果发生偏斜，不仅影响炉膛内烟气温度场及流场分布，还会影响受热面吸热量的分配，造成局部受热面吸热过多，致使该部分受热面传热恶化、烧坏管壁；同时，还会引发火焰偏斜侧炉内受热面的结渣和高温腐蚀，缩短炉内受热面(水冷壁)的使用寿命。因此，及时有效地监控火焰中心是否偏斜，具有一定的理论与实际应用价值。在现有技术中，锅炉巨大的炉膛空间使得火焰中心难以测量。而炉内高温、高粉尘浓度等工作环境，在锅炉上安装大量测点又耗资巨大、施工困难。数值模拟的方法可计算出炉内三维空间内的温度场，但该方法不能实时预测和及时指导调整。因此，目前大多锅炉的火焰监测系统只能对炉内是否着火(具有火焰)进行判别，而对于火焰中心位置及是否偏斜不能进行有效判别。因此，针对火焰中心偏斜给锅炉带来的极大安全隐患问题，如何简单、可靠的实时监测火本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，包括：1)建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型；2)根据炉膛内传热特点，建立炉膛热负荷与水冷壁壁温之间的主要考虑辐射传热的计算模型；3)建立锅炉不同负荷、一次风量和风温、二次风量和风温下炉膛热负荷分布与水冷壁壁温分布相对应的数据库；4)现场提取实际水冷壁出口壁温数据和锅炉负荷、燃煤量、一二次风量；5)根据实际水冷壁壁温测量值，调用数据库，差值读取热负荷数值，并计算炉膛三维热负荷分布；6)利用步骤2)所建的炉膛热负荷与水冷壁壁温之间的计算模型，重新计算水冷壁壁温，判断水冷壁壁温计算值与水冷壁壁温测量值的平均误差是否大于设置的阈值，若大于，则继续...

【技术特征摘要】
1.一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，包括：1)建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型；2)根据炉膛内传热特点，建立炉膛热负荷与水冷壁壁温之间的主要考虑辐射传热的计算模型；3)建立锅炉不同负荷、一次风量和风温、二次风量和风温下炉膛热负荷分布与水冷壁壁温分布相对应的数据库；4)现场提取实际水冷壁出口壁温数据和锅炉负荷、燃煤量、一二次风量；5)根据实际水冷壁壁温测量值，调用数据库，差值读取热负荷数值，并计算炉膛三维热负荷分布；6)利用步骤2)所建的炉膛热负荷与水冷壁壁温之间的计算模型，重新计算水冷壁壁温，判断水冷壁壁温计算值与水冷壁壁温测量值的平均误差是否大于设置的阈值，若大于，则继续调用数据库数据，进行迭代及误差判别；若小于，则计算结束，输出热负荷分配曲线；7)根据计算所得热负荷分布，利用步骤1)所建的炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型，得到实际炉膛火焰中心位置，并图形显示火焰中心在炉膛内的状态，判断火焰中心偏斜是否大于设置的阈值，若大于，则系统报警，提示偏斜区域并给出运行调整方案，再继续采集炉膛下水冷壁壁温。2.根据权利要求1所述的一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，所述建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型之前，还包括：将锅炉分别沿高度与宽度方向划分计算区域。3.根据权利要求2所述的一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，所述建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的预测模型，具体包括：根据火焰中心位置的不同，采用不同的热负荷分配系数，计算每一区域的区域热负荷；其中，热负荷计算模型为：式(1)中，q为热负荷，单位为W/(m2·s)；ηa为沿炉膛高度方向的热负荷不均匀系数；ηb为沿炉膛宽度方向的热负荷不均匀系统；Bcal为锅炉计算燃料消耗量，单位为kg/s；为烟气在炉内的放热量，单位为kJ/kg；F为包围炉膛的总面积，单位为m2。4.根据权利要求1所述的一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，所述建立炉膛热负荷与炉膛火焰中心位置的监控模型，还包括：建立炉膛火焰中心位置与水冷壁热负荷分布的数据库，用于通过现场测量数据预测炉膛火焰中心位置。5.根据权利要求1所述的一种锅炉炉膛火焰中心位置监控方法，其特征在于，所述建立炉膛热负荷与水冷壁壁温之间的计算模型，具体包括：采用壁温计算模型，计算每一计算区域壁温：其中，所述壁温计算模型为：1式(2)中，tcr为壁温，单位为℃；t为水冷壁流通介质的平均温度，单位为℃；△t为区段中管内介质温度大于平均温度的值，单位为℃；β为管子外径与内径的比值；μ为热散漫系数；δ为管子壁厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈有福，徐颂梅，丁建良，管诗骈，张恩先，姚旭东，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32