一种确定锅炉最佳氧量的方法技术

本申请公开了一种确定燃煤锅炉最佳含氧量的方法，属于火电厂锅炉节能控制技术领域。本申请通过分析过量空气系数与排烟热损失、气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失的关系，以及过量空气系数与锅炉燃烧效率的关系，并推导锅炉运行时最佳过量空气系数的计算公式；利用氧量与过量空气系数关系公式，计算最佳过量空气系数对应的最佳氧量，能够最大程度减少热量损失，尽可能的提高燃煤锅炉的燃烧效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种确定锅炉最佳氧量的方法


[0001]本申请属于火电厂锅炉节能控制
，特别涉及一种确定燃煤锅炉最佳氧量的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源电力系统的大规模发展和我国能源发展转型，对常规燃煤发电火电机组提出了更高的要求，燃煤火电机组需进一步实现安全、高效、低碳、环保和灵活运行能力，其中提升火电机组的运行经济性、实现机组的高效运行一直是发电企业关注的重点。锅炉是燃煤电厂大量使用的一种主要动力设备，目前大部分在用锅炉的热效率最高也只能达到设计效率的80％左右，影响锅炉热效率的因素很多，有设备本身的问题，也有操作人员素质问题，还有运行过程中工况变化的问题。其中运行过程中的燃烧效率对锅炉的热效率的影响是不可忽视的，而影响燃烧效率最主要的因素是过量空气系数α。α的确定主要取决于锅炉燃烧的经济性α，过大会增加排烟热损失q1，过小则会增加气体不完全燃烧热损失q2和固体不完全燃烧热损失q3。所以需要确定一个最α使得q1+q2+q3的和最小。而现在大多电厂锅炉是根据经验确定最佳α，由于锅炉运行工况是不断变化的，因此仅靠经验判断准确度远不够。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种确定锅炉最佳氧量的方法能够尽可能减少排烟热损失q1、气体不完全燃烧热损失q2和固体不完全燃烧热损失q3，最大程度减少热量损失。
[0004]一种确定锅炉最佳氧量的方法，所述方法包括：
[0005]步骤1：确定过量空气系数α与热损失的关系；
[0006]具体地，所述热损失包括排烟热损失q1、气体不完全燃烧热损失q2和固体不完全燃烧热损失q3，分别确定所述过量空气系数α和q1、q2和q3的关系。
[0007]其中，所述过量空气系数α与排烟热损失q1的关系为：所述过量空气系数α与气体不完全燃烧热损失q2的关系为：气系数α与气体不完全燃烧热损失q2的关系为：所述过量空气系数α与固体不完全燃烧热损失q3的关系为：
[0008]步骤2：根据所述过量空气系数α与热损失的关系确定最佳过量空气系数；
[0009]具体地，由步骤1可知，所述过量空气系数α与排烟热损失q1、气体不完全燃烧热损失q2和固体不完全燃烧热损失q3都成正相关关系，所以，当排烟热损失q1、气体不完全燃烧热损失q2和固体不完全燃烧热损失q3之和最小时，最佳过量空气系数取值最小，此时的最佳过量空气系数为最佳过量空气系数。
[0010]步骤3：根据最佳过量空气系数确定锅炉的最佳氧量。
[0011]具体地，过量空气系数与氧气含量的关系为
[0012][0013]式中，O
2a
为空气中的含氧量，O
2g
为锅炉中的含氧量，即
[0014][0015]由此可以看出，当α取最佳过量空气系数时，可以求得锅炉所需的最佳氧量，即
[0016]本申请通过计算最佳过量空气系数，来达到确定最佳氧量的目的，通过将排烟热损失q1、气体不完全燃烧热损失q2和固体不完全燃烧热损失q3的和降到最小，来提高锅炉的热效率。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1示出了一种确定锅炉最佳氧量的方法的流程图；
[0019]图2示出了一种确定锅炉最佳氧量的方法中过量空气系数α与排烟热损失q1、气体不完全燃烧热损失q2和固体不完全燃烧热损失q3的关系。
具体实施方式
[0020]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0022]锅炉运行过程中的燃烧效率对锅炉的热效率的影响是不可忽视的，而影响燃烧效率最主要的因素是过量空气系数α。α的确定主要取决于锅炉燃烧的经济性α，过大会增加排烟热损失q1，过小则会增加气体不完全燃烧热损失q2和固体不完全燃烧热损失q3。所以需要确定一个最佳α使得q1+q2+q3的和最小。而现在大多电厂锅炉是根据经验确定最佳α，由于锅炉运行工况是不断变化的，因此仅靠经验判断准确度远不够。
[0023]实施例一：
[0024]步骤S101：确定过量空气系数α与热损失的关系；
[0025]具体地，在锅炉的实际运行中，为了保证进入锅炉的燃料能够尽可能地完全燃烧，其空气供给量V
k
必须比理论计算空气供给量V0多一些，称实际空气量Vk与理论空气量的比
值为过量空气系数，
[0026][0027]由此可知，α的取值大于1。
[0028]具体地，过量空气系数α与排烟热损失q1的关系有
[0029][0030]式中，t
py
‑‑
排烟空气温度，℃；t
amb
‑‑
冷空气温度，℃；
[0031]其中，排烟热损失q1是锅炉热损失中最大的一项。在运行中，要尽可能地在保证完全燃烧的条件下降低q1，来提高锅炉的燃烧效率，从式(1)可以看出降低α就可以降低q1。
[0032]具体地，过量空气系数α与气体不完全燃烧热损失q2的关系为：
[0033][0034][0035]其中，干烟气体积V
gy
采用基于德国热力工程计算图册所简化的干烟气体积计算公式；
[0036][0037]式中，Q
d
‑
入炉煤低位发热量，MJ/kg；O2‑
烟气中氧的含量，％；
[0038]其中，化学不完全燃烧损失q2较其他热损失小，但是对热效率也是有一定影响的，从式(2)可看出q2与α和CO％乘积成线性关系。而在正常运行的情况下，若燃料不发生变化，CO％的量是很小的，基本认为不变，故而可认为q2与α也成线性关系。
[0039]具体地，过量空气系数α与固体不完全燃烧热损失q3的关系为：
[0040][0041]其中，从式(3)可以看出，q3的大小不仅和α有关，而且还和q1有关，当α增加时，分母变大，同时q1也变大，分子减小，q2减小，这是由于空气供给量充足，燃料能充分燃烧。但当α过大时，q3会增加，这是因为α过大，容易造成炉膛温度降低，辐射换热量减小，最终排烟温度t
py
增加，所以造成q3的增加。
[0042]步骤S102：根据所述过量空气系数α与热损失的关系确定最佳过量空气系数α
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定燃煤锅炉最佳含氧量的方法，其特征在于，包括，(1)通过分析过量空气系数与排烟热损失、气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失的关系，以及过量空气系数与锅炉燃烧效率的关系，并推导锅炉运行时最佳过量空气系数的计算公式；(2)根据过量空气系数与排烟热损失、气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失的关系求出排烟热损失、气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失加和的最小值以确定最佳空气系数；(3)根据步骤(1)以及氧量与过量空气系数关系公式，确定最佳过量空气系数对应的最佳氧量。2.根据权利要求1所述的一种确定燃煤锅炉最佳含氧量的方法，其中，所述过量空气系数与排烟热损失的关系为：式中，q1为排烟热损失，α为过量空气系数，t
py
为排烟空气温度，t
amb
为冷空气温度；所述过量空气系数与排烟热损失成正比。3.根据权利要求1所述的一种确定燃煤锅炉最佳合氧量的方法，其中，所述过量空气系数与气体不完全燃烧热损失的关系为：式中，q2为气体不完全燃烧热损失，Q
d
为入煤炉低位发热量，V
gy<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪涛，
申请(专利权)人：华能曲阜热电有限公司，
类型：发明
国别省市：