获得化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息的方法和控制化学品回收锅炉的方法技术

一种用于获得关于化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息的方法。所述方法包括：将第一输入参数的值输入到计算模型，该计算模型被配置为基于第一输入参数的值来确定所述化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的值，以及第一次运行所述计算模型以获得第一建模结果。所述方法包括：从所述化学品回收锅炉测量指示携带的值以获得测量结果；将第一建模结果与[a]所述测量结果或[b]从所述测量结果导出的结果进行比较，以获得初级比较结果；以及基于所述初级比较结果来调整第一输入参数的值，以获得第一输入参数的经调整的值。所述方法包括：将第一输入参数的经调整的值输入到所述计算模型，以及第二次运行所述计算模型以获得关于所述化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息。述化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息。述化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息。

【技术实现步骤摘要】
获得化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息的方法和控制化学品回收锅炉的方法


[0001]本专利技术涉及化学品回收锅炉。本专利技术涉及用于获得关于化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息的方法。本专利技术涉及用于获得关于化学品回收锅炉内部的燃烧状况的信息的方法。本专利技术涉及用于控制化学品回收锅炉的方法。本专利技术涉及用于对化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量进行建模的计算模型。本专利技术涉及用于对化学品回收锅炉中的燃烧状况进行建模的计算模型。化学品回收锅炉被用于浆的生产中，以通过使黑液或棕液(brown liquor)燃烧来回收蒸煮(cooking)化学品。

技术介绍

[0002]在制浆和造纸工业中，化学品回收锅炉被用于浆的生产中，以通过使黑液或棕液燃烧来回收蒸煮化学品。黑液是硫酸盐浆工艺(即，硫酸盐工艺)中的中间产物，而棕液是亚硫酸盐工艺中的中间产物。在回收工艺中，通过注料枪将浓缩的黑液(在硫酸盐工艺中)或棕液(在亚硫酸盐工艺中)以液滴的形式供给到回收锅炉的炉膛中。此外，将燃烧空气供给到化学品回收锅炉以使液体(黑液或棕液)能够燃烧。当液体燃烧时，形成热量并且产生热烟气。在化学品回收锅炉中，首先利用过热器从烟气中回收热量，并且还利用节能器从由此冷却的烟气中回收，该过热器和节能器两者均为换热器。化学品回收锅炉具有两个主要任务。首先，从化学品回收锅炉的底部以熔融物的形式回收蒸煮化学品。虽然蒸煮化学品是黑液的残留物，但液体的燃烧也还原了蒸煮化学品(例如，在硫酸盐工艺中，硫酸钠Na2SO4被还原为硫化钠Na2S)，这需要最佳的温度和氧气含量以使还原充分有效。第二，热量被回收，并且通常被用于操作发电机以产生电力的蒸汽轮机中。因此，需要有效的热量回收。此外，回收锅炉的维护间隔应该尽可能的长。维护间隔受例如过热器上的沉积物的积聚的影响。沉积物可以例如由液体或由液体的残留物形成。沉积物的还原和积聚会受到化学品回收锅炉内部的燃烧状况的影响。沉积物的还原和积聚还描述了化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量。可以基于关于可从化学品回收锅炉内部的燃烧工艺状况获得的液体的燃烧质量的信息，来控制化学品回收锅炉。
[0003]在回收工艺中，将浓缩的黑液(在硫酸盐工艺中)或棕液(在亚硫酸盐工艺中)以液滴形式供给到回收锅炉的炉膛。取决于液滴的尺寸，一些液滴落到半焦床(char bed)上，从而形成半焦床的一部分，以便在其中被还原，而一些液滴可以与烟气一起向上流动。向上流动的液滴造成携带(carryover，夹带)的问题，这是一种液滴可能流到化学品回收锅炉的传热表面上的现象。这增加了过热器上的沉积物厚度。过热器管道上的过多沉积物阻碍了向蒸汽/水的热传导，并且还可能引起化学品回收锅炉的故障和/或腐蚀。如果关于化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的足够信息可用，则可以控制携带。例如，气体的流速、氧气含量、温度和液滴尺寸会影响携带的量。携带是一种难以控制的现象，因为携带通常在化学品回收锅炉的操作期间动态地改变，并且炉膛内部的工艺状况会影响携带。此外，由于携带，工艺状况本身会改变。
[0004]关于化学品回收锅炉内部的燃烧状况的信息可以借助于测量或借助于计算建模而从化学品回收锅炉中获得。
[0005]计算建模是用于获得关于化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息的可行工具。例如，计算模型可以是用于计算燃烧工艺状况(例如，气体温度和速度分布)的模型。原则上，使用计算模型，以使得输入参数的值被输入到模型中，运行模型，并且其结果是，可以确定(即计算)关于化学品回收锅炉内部的燃烧状况的信息。
[0006]当前，与化学品回收锅炉相关的计算模型具有缺乏所有相关信息的缺点，即使大部分相关信息是可用的。特别地，需要化学品回收锅炉中的液体液滴的颗粒尺寸以例如计算携带。然而，当前，假定颗粒尺寸分布的值，并且假设该值不与现实相对应，则结果是不精确的。另一个这样的参数是化学品回收锅炉的过热器上的沉积物厚度。影响沉积物厚度的因素包括在炉膛中产生的飞灰的量、携带的量和烟尘去除的有效性。沉积物例如通过阻碍或阻止烟气流来影响化学品回收锅炉内部的烟气的流动。由沉积物引起的高流阻增大了锅炉中的压力差，这通常使烟气流分布中的方差趋于平缓。此外，沉积物会影响从在过热器管道外部流动的烟气到在过热器管道内部流动的蒸汽/水的热交换。当前，在所有热交换表面上，携带颗粒的尺寸和沉积物厚度都不能被直接测量。因此，技术人员不能测量正确的颗粒尺寸分布和/或沉积物厚度分布，并且将其输入到计算模型中。此外，这些参数中的每一个的值在化学品回收锅炉的操作期间会改变。因此，即使另一时刻的正确值可能可用，精确时刻的正确值仍然是未知的。这使得难以通过计算来获得关于燃烧质量的精确信息。

技术实现思路

[0007]现在已经发现如何能够获得关于化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的更精确的信息。首先，将其值仅为假设的这样的参数的值、即第一参数的值输入到计算模型，随后运行该计算模型以获得第一建模结果。如果需要，在运行该计算模型之前，还将其值为已知的这样的参数的值、即第二参数值输入到计算模型。接下来，将第一建模结果与测量值或从一个或多个测量值导出的值进行比较。此后，基于比较的结果来调整第一参数的值。对于什么被测量的问题，该方法包括从化学品回收锅炉测量指示携带的值，以获得测量结果。最后，将第一参数的经调整的值输入到随后被再次运行的模型，以获得关于化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的更精确信息。该方法在权利要求1中以更具体的术语公开。
[0008]对于计算模型，计算模型可以包括用于计算燃烧工艺状况(例如，气体温度和速度分布)的初级部分和用于根据燃烧工艺状况计算液体的燃烧质量的次级部分。
[0009]携带的现象可以涉及以下中的至少一个：携带微粒的存在、携带微粒的量的变化、和携带微粒的量。
[0010]通常，作为连续工艺的化学品回收锅炉的控制会持续较长时间段，例如从一次维护到另一次维护。此外，如
技术介绍
中所详细描述的，关于燃烧质量的精确信息难以获得并且最多仅在较短时间段内是精确的。因此，在现有技术中，计算模型尚未用于化学品回收锅炉的控制中。现在已经发现，可通过上述方法获得的信息对于控制化学品回收锅炉的目的来说是足够精确的。如权利要求18所详细描述的，关于化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息可被用于控制化学品回收锅炉。
[0011]例如，如权利要求19所详细描述的，可利用不同的参数运行两个模拟，以确定是否
应该采取某个控制程序。以类似的方式，如权利要求20所详细描述的，可以运行若干模拟以模拟不同控制程序的效果，并且可从结果中决定应该采取这些控制程序中的哪个。
附图说明
[0012]图1为具有用于测量温度分布的温度计的化学品回收锅炉的主侧视图；
[0013]图2为具有用于测量半焦床的尺寸的相机的化学品回收锅炉的主侧视图；
[0014]图3为具有用于测量温度分布的温度计和用于测量半焦床的尺寸的相机的化学品回收锅炉的主侧视图；
[0015]图4a为具有用于测量温度分布的温度计、用于测量半焦床的尺寸的相机以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于获得关于化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息的方法，所述方法包括：
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将第一输入参数的值输入到计算模型，该计算模型被配置为基于所述第一输入参数的值来确定所述化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的值，
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第一次运行所述计算模型以获得第一建模结果，
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从所述化学品回收锅炉测量指示携带的值，以获得测量结果，
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将所述第一建模结果与[a]所述测量结果或[b]从所述测量结果导出的结果进行比较，以获得初级比较结果，
‑
基于所述初级比较结果来调整所述第一输入参数的值，以获得第一输入参数的经调整的值，
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将所述第一输入参数的经调整的值输入到所述计算模型，以及
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第二次运行所述计算模型，以获得关于所述化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下方式来测量指示携带的值：
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利用携带检测器直接进行测量，所述携带检测器诸如携带相机或携带探针，和/或
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通过测量[i]半焦床的尺寸和[ii]沿所述化学品回收锅炉中的烟气的流动方向在所述化学品回收锅炉的液体注料枪的下游且在所述化学品回收锅炉的过热器的上游的位置处的温度或温度分布中的一个或两个，其中所述液体注料枪被配置为将燃烧的液体供给到所述化学品回收锅炉中，所述半焦床的尺寸诸如高度或体积。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
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所述计算模型基于流体动力学，或者
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所述计算模型是简化模型，诸如数据驱动神经网络模型；优选地，
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所述计算模型基于流体动力学，并且包括用于从流体动力学计算的结果计算所述化学品回收锅炉中的液体的燃烧质量的值的部分。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一输入参数的值包括以下各项中的一个或两个：
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所述化学品回收锅炉内的黑液或棕液的模型颗粒尺寸的值，以及
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所述化学品回收锅炉的过热器上的模型沉积物厚度的值，诸如所述化学品回收锅炉的每个过热器上的模型沉积物厚度的值。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
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所述计算模型至少包括描述所述化学品回收锅炉的炉膛区域的第一部分；优选地，
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所述计算模型还包括描述所述化学品回收锅炉的过热器区域的第二部分；更优选地，所述计算模型包括：
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描述所述化学品回收锅炉内部的炉膛区域的第一部分，以及
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描述所述化学品回收锅炉内部的过热器区域的第二部分，其中，
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所述第一部分的输出被用作对于第二部分的输入。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
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所述计算模型包括描述所述化学品回收锅炉的炉膛区域的一部分；所述方法包括：
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还将第二输入参数的值输入到所述计算模型，其中，所述第二输入参数的值包括以下各项中的一个或多于一个的值：
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通过第一空气入口进入到所述化学品回收锅炉中的第一燃烧空气流量和通过第二空气入口进入到所述化学品回收锅炉中的第二燃烧空气流量，
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所述第一空气入口的有效横截面积和所述第二空气入口的有效横截面积，
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第一垂直层次处的燃烧空气的温度和第二垂直层次处的燃烧空气的温度，
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通过第一注料枪进入到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的第一流量，
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通过第二注料枪进入到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的第二流量，
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所述化学品回收锅炉的鼓中的压力，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的干物质含量，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的干物质的化学含量，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的热量值，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的温度，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的压力，
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将黑液或棕液供给到所述化学品回收锅炉中的第一注料枪的第一角度，
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将黑液或棕液供给到所述化学品回收锅炉中的第二注料枪的第二角度，
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进入到所述化学品回收锅炉的炉膛中的浓缩的不可凝气体的流量，
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进入到所述化学品回收锅炉的炉膛中的另一辅助燃料的流量，以及
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烟气的氧气含量。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
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所述计算模型包括描述所述化学品回收锅炉的炉膛区域的第一部分和描述所述化学品回收锅炉的过热器区域的第二部分；所述方法包括：
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还将第二输入参数的值输入到所述计算模型，其中，所述第二输入参数的值包括以下各项中的一个或多于一个的值：
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通过第一空气入口进入到所述化学品回收锅炉中的第一燃烧空气流量和通过第二空气入口进入到所述化学品回收锅炉中的第二燃烧空气流量，
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所述第一空气入口的有效横截面积和所述第二空气入口的有效横截面积，
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第一垂直层次处的燃烧空气的温度和第二垂直层次处的燃烧空气的温度，
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通过第一注料枪进入到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的第一流量，
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通过第二注料枪进入到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的第二流量，
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所述化学品回收锅炉的鼓中的压力，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的干物质含量，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的干物质的化学含量，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的热量值，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的温度，
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供给到所述化学品回收锅炉中的黑液或棕液的压力，
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将黑液或棕液供给到所述化学品回收锅炉中的第一注料枪的第一角度，
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将黑液或棕液供给到所述化学品回收锅炉中的第二注料枪的第二角度，
‑
进入到所述化学品回收锅炉的炉膛中的浓缩的不可凝气体的流量，
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进入到所述化学品回收锅炉的炉膛中的另一辅助燃料的流量，
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烟气的氧气含量，
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供给到第一过热器中的蒸汽的第一温度，
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供给到第一过热器中的蒸汽的第一压力，
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供给到第一过热器中的蒸汽的第一质量流量，
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供给到第二过热器中的蒸汽的第二温度，
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供给到第二过热器中的蒸汽的第二压力，
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供给到第二过热器中的蒸汽的第二质量流量，
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从第二过热器排出的蒸汽的第三温度，
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从第二过热器排出的蒸汽的第三压力，
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从第二过热器排出的蒸汽的第三质量流量，
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从第一过热器排出的蒸汽的第四温度，
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从第一过热器排出的蒸汽的第四压力，
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从第一过热器排出的蒸汽的第四质量流量，
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从最后的过热器排出的过热蒸汽的出口温度和出口压力，其中，所述最后的过热器是沿蒸汽的流动方向的最后一个，通常在利用蒸汽的蒸汽轮机之前，
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对于每个过热器的进入所述过热器中的蒸汽的温度、压力和流量以及离开所述过热器的蒸汽的温度、压力和流量，
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第一过热器的重量，
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第二过热器的重量，以及
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所述过热器区域中的气体的速度分布的速度。8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述计算模型包括描述所述化学品回收锅炉的炉膛区域的第一部分并且所述计算模型被配置为：
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对所述化学品回收锅炉内部的燃烧状况进行建模，以及
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通过使用这样建模的所述化学品回收锅炉内部的燃烧状况来计算燃烧质量的值，其中，所述化学品回收锅炉内部的燃烧状况包括以下各项中的一个或多于一个：
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炉膛区域中的携带颗粒的存在，
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炉膛区域中的携带颗粒的量，
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半焦床附近的温度，
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半焦床附近的氧气(O2)的含量，
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半焦床的尺寸，
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炉膛区域中的气体的温度分布，
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炉膛区域中的气体的温度分布的方差，
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炉膛区域中的气体的温度分布的对称性，
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炉膛区域中的气体的流速分布，
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炉膛区域中的气体的流速分布的方差，
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通过所述化学品回收锅炉的炉膛的壁的热通量，
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在所述化学品回收锅炉的炉膛的壁上的黑液或棕液液滴积聚，
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炉膛区域中的一氧化碳(CO)的含量，
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炉膛区域中的氧气(O2)的含量，以及
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炉膛区域中的氮氧化物(NOx)的含量。9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述计算模型包括描述所述化学品回收锅炉的炉膛区域的第一部分和描述所述化学品回收锅炉的过热器区域的第二部分，并且所述计算模型被配置为：
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对所述化学品回收锅炉内部的燃烧状况进行建模，以及
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通过使用这样建模的所述化学品回收锅炉内部的燃烧状况来计算燃烧质量的值，其中，所述化学品回收锅炉内部的燃烧状况包括以下各项中的一个或多于一个：
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炉膛区域和/或过热器区域中的携带颗粒的存在，
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炉膛区域和/或过热器区域中的携带颗粒的量，
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半焦床附近的温度，
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半焦床附近的氧气(O2)的含量，
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半焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：维美德自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：