一种自动优化配风的链条炉系统及优化方法技术方案

一种自动优化配风的链条炉系统及优化方法，根据监测链条炉炉排方向不同位置的氧气浓度实现链条炉横向配风的自动优化;以排烟热损失、气体不完全燃烧热损失、固体不完全燃烧热损失总和最小为目标，实现炉膛总给风量的自动优化。本发明专利技术可以使锅炉始终保持最佳的配风，显著提升锅炉效率，达到节能减排的效果。

A Chain Furnace System for Automatic Optimizing Air Distribution and Its Optimizing Method

【技术实现步骤摘要】
一种自动优化配风的链条炉系统及优化方法
本专利技术涉及一种链条炉，特别涉及一种自动优化配风的链条炉系统及优化方法。
技术介绍
我国工业锅炉中以链条炉为主，链条炉结构简单，自动化监控设备不完善，司炉工往往是凭经验进行操作，导致链条炉效率较低，平均运行效率仅为65％左右，比发达国家低15到20个百分点，不仅造成了煤炭资源的极大浪费，而且排放大量的温室气体和污染物。链条炉燃烧效率的一个重要影响因素是空气过量系数，需要通过合理配风进行调节。如果空气系数太小，空气量不足，则燃烧不完全，造成气体不完全燃烧热损失q3和固体不完全燃烧热损失q4的增加，锅炉效率不高。如空气系数太大，不仅增加烟气量，加大排烟热损失q2，而且会降低火焰温度，影响锅炉出力。空气过量系数存在一个最佳值，链条炉过量空气系数最佳值范围为1.3-1.4，但对于每一台锅炉这个值也会存在一定程度的变化，因此寻找单台锅炉的最佳过量空气系数可以提升锅炉运行效率。链条炉横向配风同样是影响燃烧效率的关键因素之一。煤在炉排上依次经历了干燥预热阶段、挥发分析出阶段、剧烈燃烧阶段和燃尽阶段。炉排两端的预热阶段和燃尽阶段只需要少量空气，而炉排中间的挥发分燃烧和煤的剧烈燃烧需要大量空气。因此沿着炉排方向进行合理的分段给风可以显著提高锅炉效率。然而，目前炉排横向给风的设置通常是凭借经验，无法保证链条炉横向的最佳配风。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种自动优化配风的链条炉系统及优化方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种自动优化配风的链条炉系统，包括链条炉炉膛、炉排、风室、布袋除尘器及DCS控制系统，其技术要点是，还包括烟气采样装置，烟气采样组件由自动伸缩杆组件、粉尘过滤器、冷凝除湿器、气体传感器及真空泵构成，两个烟气采样装置相对设置，一个安装在链条炉前拱，另一个安装在链条炉后拱；自动伸缩杆组件进气端连接粉尘过滤器，自动伸缩杆组件出气端依次与冷凝除湿器、气体传感器及真空泵连接，自动伸缩杆组件带动粉尘过滤器沿各风室上方移动，气体通过电动伸缩杆内腔在真空泵的作用下进入气体传感器对各风室上方的烟气浓度进行检测。上述方案中，所述的自动伸缩杆组件包括丝杠螺母传动副、电机、电机轴及外管，所述的丝杠为中空结构，内部设有供气体通过的烟气通道，丝杠的进气端连接粉尘过滤器，丝杠的出气端连接冷凝除湿器，丝杠前半段设有弧形螺旋槽，丝杠后半段设有外螺纹，螺母内侧设有与丝杠前半段匹配的弧形螺旋槽并与丝杠共轴设置，外管内侧设有与丝杠后半段外螺纹相配合的内螺纹，外管外壁通过法兰与链条炉炉膛连接；外管固定在链条炉炉膛上保持不动，电机轴通过齿轮与螺母连接并带动螺母转动，螺母旋转带动与它连接的丝杠水平移动，进而带动粉尘过滤器沿各风室上方移动。上述方案中，丝杠的出气端通过金属软管连接冷凝除湿器的入口。上述方案中，所述自动伸缩杆组件距离链条炉炉排上方的煤层10～15厘米。上述方案中，在与布袋除尘器输入端相连接的烟道上设有粉尘在线检测仪和飞灰含碳量在线监测仪。一种链条炉各风室配风的方法，其技术要点是，各风室横向配风步骤如下：监测步骤，逐一对不同风室上方的气体浓度进行监测；氧浓度调节步骤，调整各风室上方风量直至各风室上方氧气浓度相差不超过±10％。上述方案中，调整各风室风量步骤如下：当检测到风室上方烟气的氧浓度在21％±0.5％以内，则认为该风室不消耗氧气，无需供风；若检测到风室上方烟气的氧浓度高于平均氧气浓度，则认为此风室空气供应过剩，应减少风门开度逐步调低此风室的风量；若检测到风室上方烟气的氧气浓度低于平均氧气浓度，则认为该风室空气供应不足，应通过增大风门开度逐步增大此风室的空气供应；直至各风室上方氧气浓度相差不超过±10％，停止调节。一种链条炉内的配风优化方法，其技术要点是，包括:炉膛总风量调节步骤，保持炉排配风比不变，以排烟热损失、气体不完全燃烧热损失、固体不完全燃烧热损失之和(q2-4)最小为目标，调整炉膛内总风量使炉膛出口氧浓度分布在3.5％-6％之间,具体如下:首先,记录炉膛出口氧浓度分布为3.5％时的总风量，对应为最小风量；炉膛出口氧浓度为6％时的总风量，对应为最大风量；其次,在最大风量和最小风量的范围内调整风量:步骤1，获取某一时刻的总风量,并记录此时的q2-4；步骤2，调整总风量，使得炉膛出口氧含量增加或减少0.2％；步骤3，获取调整后下一时刻的总风量,并记录该下一时刻的q2-4,比较两个时刻的q2-4,取热损失总和最小的值；步骤4，重复执行步骤1-步骤3，直至获得q2-4最小时的链条炉燃烧的总风量为止；步骤5，若煤种或工况不变，则一直保持上面的配风量进行配风,若煤种或工况任一因素改变，则重新调整配风风量，继续执行步骤1-步骤5。本专利技术的有益效果是：该自动优化配风的链条炉系统及优化方法，根据监测链条炉炉排方向不同位置的氧气浓度实现链条炉横向配风的自动优化；以排烟热损失、气体不完全燃烧热损失、固体不完全燃烧热损失总和最小为目标，实现炉膛总给风量的自动优化。本专利技术可以使锅炉始终保持最佳的配风，显著提升锅炉效率，达到节能减排的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中配风可调节的链条炉系统的机构示意图；图2为本专利技术实施例中烟气采样装置结构示意图；图3为本专利技术实施例中链条炉各风室配风的方法的流程图；图4为本专利技术实施例中链条炉内的配风优化方法的流程图；图中序号说明如下：1链条炉炉膛、2炉排、3风室、4粉尘过滤器、5烟气采样装置、51丝杠、52外管、53法兰、54螺母、55电机、56电机轴、6冷凝除湿器、7气体传感器、8真空泵、9粉尘检测仪、10飞灰含碳量在线监测仪、11炉渣含碳量分析仪、12布袋除尘器、13金属软管。具体实施方式使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1～图4和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1：本实施例采用的自动优化配风的链条炉系统，包括链条炉炉膛1、炉排2、风室3、烟气采样装置5、线粉尘检测仪9、飞灰含碳量在线监测仪10、炉渣含碳量分析仪11、布袋除尘器12及DCS控制系统(图中未示出)，烟气采样装置5由自动伸缩杆组件、粉尘过滤器4、冷凝除湿器6、气体传感器7及真空泵8构成，本实施例采用两个烟气采样装置5，一个安装在链条炉前拱，另一个安装在链条炉后拱，且两个自动伸缩杆组件距离链条炉炉排2上方的煤层10～15厘米。自动伸缩杆组件进气端连接粉尘过滤器4，自动伸缩杆组件出气端依次与冷凝除湿器6、气体传感器7及真空泵8连接，自动伸缩杆组件带动粉尘过滤器4沿各风室3上方移动，采集不同风室3上方的烟气浓度，烟气在真空泵8的作用下依次通过粉尘过滤器4、自动伸缩杆内腔、冷凝除湿器6及气体传感器7，其中，冷凝除湿器6可将烟气冷凝到250℃以下。气体传感器7为氧气、二氧化碳、CO、H2四合一传感器。本实施例中的自动伸缩杆组件包括丝杠螺母传动副、电机55、电机轴56及外管52，其中丝杠螺母传动副由丝杠51和螺母54组成，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动优化配风的链条炉系统，包括链条炉炉膛、炉排、风室、布袋除尘器及DCS控制系统，其特征在于，还包括烟气采样装置，烟气采样组件由自动伸缩杆组件、粉尘过滤器、冷凝除湿器、气体传感器及真空泵构成，两个烟气采样装置相对设置，一个安装在链条炉前拱，另一个安装在链条炉后拱；自动伸缩杆组件进气端连接粉尘过滤器，自动伸缩杆组件出气端依次与冷凝除湿器、气体传感器及真空泵连接，自动伸缩杆组件带动粉尘过滤器沿各风室上方移动，气体通过自动伸缩杆内腔在真空泵的作用下进入气体传感器对各风室上方的烟气浓度进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种自动优化配风的链条炉系统，包括链条炉炉膛、炉排、风室、布袋除尘器及DCS控制系统，其特征在于，还包括烟气采样装置，烟气采样组件由自动伸缩杆组件、粉尘过滤器、冷凝除湿器、气体传感器及真空泵构成，两个烟气采样装置相对设置，一个安装在链条炉前拱，另一个安装在链条炉后拱；自动伸缩杆组件进气端连接粉尘过滤器，自动伸缩杆组件出气端依次与冷凝除湿器、气体传感器及真空泵连接，自动伸缩杆组件带动粉尘过滤器沿各风室上方移动，气体通过自动伸缩杆内腔在真空泵的作用下进入气体传感器对各风室上方的烟气浓度进行检测。2.如权利要求1所述的自动优化配风的链条炉系统，其特征在于，所述的自动伸缩杆组件包括丝杠螺母传动副、电机、电机轴及外管，所述的丝杠为中空结构，内部设有供气体通过的烟气通道，丝杠的进气端连接粉尘过滤器，丝杠的出气端连接冷凝除湿器，丝杠前半段设有弧形螺旋槽，丝杠后半段设有外螺纹，螺母内侧设有与丝杠前半段匹配的弧形螺旋槽并与丝杠共轴设置，外管内侧设有与丝杠后半段外螺纹相配合的内螺纹，外管外壁通过法兰与链条炉炉膛连接；外管固定在链条炉炉膛上保持不动，电机轴通过齿轮与螺母连接并带动螺母转动，螺母旋转带动与它连接的丝杠水平移动，进而带动粉尘过滤器沿各风室上方移动。3.如权利要求2所述的自动优化配风的链条炉系统，其特征在于，丝杠的出气端通过金属软管连接冷凝除湿器的入口。4.如权利要求1所述的自动优化配风的链条炉系统，其特征在于，所述自动伸缩杆组件距离链条炉炉排上方的煤层10～15厘米。5.如权利要求1所述的自动优化配风的链条炉系统，其特征在于，在与布袋除尘器输入端相连接的烟道上设有粉尘在线检测仪和飞灰含碳量在线监测仪。6.一种链条炉各风室配风的优化方法，采用如权利要求1所述的自动优化配风的链...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾鑫，王维宽，胡赟，惠宇，
申请(专利权)人：沈阳环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21