三维温度场火焰监控系统在660MW“W”火焰炉上的应用
|
摘要
邯峰发电厂锅炉燃煤使用无烟煤与贫煤混烧,因实际煤种与设计煤种差别较大,挥发份和燃烧值均低于设计值,而且变化较大,使得进入炉膛的燃料的燃烧特性随时发生改变,对燃烧稳定性造成很大危害,随时可能发生燃烧恶化引起炉膛灭火。同时由于煤质差,加上“W”火焰炉的特殊结构,锅炉偏烧、风煤配比、飞灰含碳量高等问题一直是困难锅炉高效运行的难题。解决这些难题的有效途径是对炉膛内的燃烧状况进行直接观测,三维温度场火焰监控系统就能实现这一要求。
本项目采用二十只火焰图像探测器从炉膛中获取燃烧火焰辐射图像信息,利用辐射图像处理技术、先进求解策略,实现对炉膛温度场和断面热负荷等分布的监视,指导燃烧调整和控制,提高锅炉的安全性和经济性;利用典型区域的三维燃烧温度场信息,得到炉膛燃烧辐射能信号,引入DCS控制回路,实现风煤配比的优化控制,提高热力参数控制的稳定性和调节能力。
Hanfeng power plant boiler coal use blind coal and lean coal mixing, because the actual coal and design coal greater difference between, volatile matter and heat values were lower than that of the design value, and large variation, make enters the furnace fuel combustion properties occur at any time of change, to cause great harm, burning stability anytime possible extinguishing, causing deterioration. At the same time because of coal quality is poor, plus "W" flame furnace special structure, partial burn coal boiler, the wind ratio, carbon-in-ash higher is always difficult boiler efficient operation of difficult problems. To solve these problems, the effective way is to direct observation of combusting status in the furnace combustion. Three-dimensional temperature field of flame monitoring system can achieve this requirement.
This project uses 20 flame detector extract Combustion flame radiation image information from furnace. Using radiation image processing technology, advanced solution strategy, monitoring of furnace temperature field and thermal load distribution etc. such as guiding combustion adjustment and control and improve the safety and economy. By using the typical regions of 3D combustion temperature field information, get hearth burning radiant energy signal, introduce DCS control loop, realize the wind coal proportion of the optimal control, improve the thermodynamic parameters control stability and Control quality.
本项目采用二十只火焰图像探测器从炉膛中获取燃烧火焰辐射图像信息,利用辐射图像处理技术、先进求解策略,实现对炉膛温度场和断面热负荷等分布的监视,指导燃烧调整和控制,提高锅炉的安全性和经济性;利用典型区域的三维燃烧温度场信息,得到炉膛燃烧辐射能信号,引入DCS控制回路,实现风煤配比的优化控制,提高热力参数控制的稳定性和调节能力。
Hanfeng power plant boiler coal use blind coal and lean coal mixing, because the actual coal and design coal greater difference between, volatile matter and heat values were lower than that of the design value, and large variation, make enters the furnace fuel combustion properties occur at any time of change, to cause great harm, burning stability anytime possible extinguishing, causing deterioration. At the same time because of coal quality is poor, plus "W" flame furnace special structure, partial burn coal boiler, the wind ratio, carbon-in-ash higher is always difficult boiler efficient operation of difficult problems. To solve these problems, the effective way is to direct observation of combusting status in the furnace combustion. Three-dimensional temperature field of flame monitoring system can achieve this requirement.
This project uses 20 flame detector extract Combustion flame radiation image information from furnace. Using radiation image processing technology, advanced solution strategy, monitoring of furnace temperature field and thermal load distribution etc. such as guiding combustion adjustment and control and improve the safety and economy. By using the typical regions of 3D combustion temperature field information, get hearth burning radiant energy signal, introduce DCS control loop, realize the wind coal proportion of the optimal control, improve the thermodynamic parameters control stability and Control quality.
引文
[1]郑超凡,罗自学,周怀春.燃烧烧调整对炉内三维温度场分布的影响[J].湖北电力. 2005,29(03):56-60
[2]余兵,张辉.300MW机组锅炉三维温度场可视化监控系统的研究[J].热力发电. 2007(06):97-100
[3]曾佳,娄春.大型电站锅炉炉内三维燃烧温度场可视化实验研究[J].工程热物理学报. 2004(03):523-526
[4]吴吕斌,罗自学.炉内燃烧三维可视化诊断及机组负荷控制新技术[J].热力发电. 2004(12):55-59
[5]吴秋,刘尧平.燃煤锅炉炉膛断面温度场可视化实验研究[J].热科学与技术. 2003(03):33-36
[6]陆亿江.锅炉火检不稳的原因及系统改进[J].电力安全技术. 2007(01):39-41
[7]吴吕斌,罗自学.炉内燃烧三维可视化诊断及机组负荷控制新技术[J].电站系统工程. 2005,1(01):11-13
[8]王淅芬,罗自学,周怀春.基于三维温度场可视化的锅炉NOx排放试验研究[J].华中科技大学学报(自然科学版). 2005(11):11-16
[9]娄春,周怀春.电站锅炉炉内三维温度场在线检测与分析[J].热能动力工程. 2005(01):67-70
[10]穆怀萍,刘石.最小二乘支持向量机可视化燃烧/排放关联特性的研究[J].中国电机工程学报. 2006,26(12):161-165
[11]Xu M H ,Carvalho M G ,Carvalho M G .Modeling of the combustion process and NOx emission in a utility boiler[J].Fuel. 2000,79:1611-1679
[12]Van der Lans R P. Dam Johansen K. Dam Johansen K. Influence of process parameters on nitrogen oxide formation in pulverized coal burners[J] .Progress in Energy and Combustion Science. 1997,23:349-377
[13]Hill S C .Modeling of nitrogen oxides formation and destruction in combustion system[J].Progress in Energy and Combustion Science,2000(26):417-458
[14]周怀春.炉内火焰可视化检测原理与技术[M].北京:高等教育出版社. 2005:99-200
[15]周怀春,娄新生等.炉膛火焰温度场图像处理试验研究[J].中国电机工程学报. 1995,15(5):295-299
[16]王飞,薛飞等.运用彩色CCD测量火焰温度场的试验研究及误差分析[J].热能动力工程,1998,13(2):81-84
[17]杨超,罗自学,周怀春,等. ZHC-D型双炉膛燃烧监控系统软硬件设计及实现[J].电站系统工程. 2006,22(3):55-57
[18]刘浩,周怀春,娄春等.燃煤锅炉炉膛可视化实验研究[J].热科学与技术. 2003,2(3):251-254
[19]万新福,关玉龙,周怀春等. 300MW双炉膛直流炉三维温度场可视化监控系统的应用研究[C].全国火电大机组竞赛第36届年会论文集. 2007:45～50
[20]程强,周怀春,张向宇等.管式加热炉三维温度场可视化监测试验研究[J].石油化工设备技术,2009.2:23-25
[21]周怀春,娄新生,肖教芳,尹鹤龄等.炉膛火焰温度场图象处理试验研究[J].中国电机工程学报. 1995(05):112-116
[22]姜志伟.燃烧火焰辐射图像处理研究及其在循环流化床锅炉上的应用[D].中国博士学位论文全文数据库. 2009,(11):36-39
[23]吴吕斌.利用辐射能信号优化锅炉主蒸汽温度控制的研究[D].中国博士学位论文全文数据库. 2009,(11):28-63
[24]裴振林,李俊红.贫煤与煤气混烧锅炉三维温度场的监测与燃烧优化研究[J].中国电力. 2004(08): 31-36
[25]薛飞,李晓东,倪明江,严建华.基于面阵CCD的火焰温度场测量方法研究[J].中国电机工程学报. 1999(01): 133-136
[26]徐伟勇,余岳峰,孙江,吴建繁.数字图像处理技术在火焰检测上的应用[J].中国电力. 1994(10):18-21
[27]孙亦鹏,娄春,姜志伟,周怀春.彩色CCD摄像机三基色代表波长的试验研究[J].华中科技大学学报(自然科学版) . 2009(02):27-31
[28]王笃奎,曾汉才. W型火焰炉冷态试验及最佳配风方式的研究[J].华中电力. 2001(03):15-18
[29]李端开,李争起,顾宇等.旋流燃烧器W型火焰锅炉特点及研究进展[J].节能技术. 2009(03):20-25
[30]于鹏峰,姜志伟,姚斌等.基于数字图像处理对W型锅炉燃烧状况的诊断[J].湖北电力. 2007(01):19-23
[31]徐琳,宋成香. W型火焰锅炉燃烧特性研究[J].能源研究与利用. 2009(04):43-46
[32]燃烧三维温度场可视化监测与控制系统中期报告[R].邯峰发电厂. 2008:2-15
[33]邯峰发电厂#2炉三维温度场火焰监控控制性能评估试验报告[R].邯峰发电厂. 2009:3-20
[34]方庆艳,姚斌,江瑞宝,周怀春. W型火焰锅炉炉内燃烧过程检测实验研究[J].热能动力工程. 2005,20(04):361-364
[2]余兵,张辉.300MW机组锅炉三维温度场可视化监控系统的研究[J].热力发电. 2007(06):97-100
[3]曾佳,娄春.大型电站锅炉炉内三维燃烧温度场可视化实验研究[J].工程热物理学报. 2004(03):523-526
[4]吴吕斌,罗自学.炉内燃烧三维可视化诊断及机组负荷控制新技术[J].热力发电. 2004(12):55-59
[5]吴秋,刘尧平.燃煤锅炉炉膛断面温度场可视化实验研究[J].热科学与技术. 2003(03):33-36
[6]陆亿江.锅炉火检不稳的原因及系统改进[J].电力安全技术. 2007(01):39-41
[7]吴吕斌,罗自学.炉内燃烧三维可视化诊断及机组负荷控制新技术[J].电站系统工程. 2005,1(01):11-13
[8]王淅芬,罗自学,周怀春.基于三维温度场可视化的锅炉NOx排放试验研究[J].华中科技大学学报(自然科学版). 2005(11):11-16
[9]娄春,周怀春.电站锅炉炉内三维温度场在线检测与分析[J].热能动力工程. 2005(01):67-70
[10]穆怀萍,刘石.最小二乘支持向量机可视化燃烧/排放关联特性的研究[J].中国电机工程学报. 2006,26(12):161-165
[11]Xu M H ,Carvalho M G ,Carvalho M G .Modeling of the combustion process and NOx emission in a utility boiler[J].Fuel. 2000,79:1611-1679
[12]Van der Lans R P. Dam Johansen K. Dam Johansen K. Influence of process parameters on nitrogen oxide formation in pulverized coal burners[J] .Progress in Energy and Combustion Science. 1997,23:349-377
[13]Hill S C .Modeling of nitrogen oxides formation and destruction in combustion system[J].Progress in Energy and Combustion Science,2000(26):417-458
[14]周怀春.炉内火焰可视化检测原理与技术[M].北京:高等教育出版社. 2005:99-200
[15]周怀春,娄新生等.炉膛火焰温度场图像处理试验研究[J].中国电机工程学报. 1995,15(5):295-299
[16]王飞,薛飞等.运用彩色CCD测量火焰温度场的试验研究及误差分析[J].热能动力工程,1998,13(2):81-84
[17]杨超,罗自学,周怀春,等. ZHC-D型双炉膛燃烧监控系统软硬件设计及实现[J].电站系统工程. 2006,22(3):55-57
[18]刘浩,周怀春,娄春等.燃煤锅炉炉膛可视化实验研究[J].热科学与技术. 2003,2(3):251-254
[19]万新福,关玉龙,周怀春等. 300MW双炉膛直流炉三维温度场可视化监控系统的应用研究[C].全国火电大机组竞赛第36届年会论文集. 2007:45～50
[20]程强,周怀春,张向宇等.管式加热炉三维温度场可视化监测试验研究[J].石油化工设备技术,2009.2:23-25
[21]周怀春,娄新生,肖教芳,尹鹤龄等.炉膛火焰温度场图象处理试验研究[J].中国电机工程学报. 1995(05):112-116
[22]姜志伟.燃烧火焰辐射图像处理研究及其在循环流化床锅炉上的应用[D].中国博士学位论文全文数据库. 2009,(11):36-39
[23]吴吕斌.利用辐射能信号优化锅炉主蒸汽温度控制的研究[D].中国博士学位论文全文数据库. 2009,(11):28-63
[24]裴振林,李俊红.贫煤与煤气混烧锅炉三维温度场的监测与燃烧优化研究[J].中国电力. 2004(08): 31-36
[25]薛飞,李晓东,倪明江,严建华.基于面阵CCD的火焰温度场测量方法研究[J].中国电机工程学报. 1999(01): 133-136
[26]徐伟勇,余岳峰,孙江,吴建繁.数字图像处理技术在火焰检测上的应用[J].中国电力. 1994(10):18-21
[27]孙亦鹏,娄春,姜志伟,周怀春.彩色CCD摄像机三基色代表波长的试验研究[J].华中科技大学学报(自然科学版) . 2009(02):27-31
[28]王笃奎,曾汉才. W型火焰炉冷态试验及最佳配风方式的研究[J].华中电力. 2001(03):15-18
[29]李端开,李争起,顾宇等.旋流燃烧器W型火焰锅炉特点及研究进展[J].节能技术. 2009(03):20-25
[30]于鹏峰,姜志伟,姚斌等.基于数字图像处理对W型锅炉燃烧状况的诊断[J].湖北电力. 2007(01):19-23
[31]徐琳,宋成香. W型火焰锅炉燃烧特性研究[J].能源研究与利用. 2009(04):43-46
[32]燃烧三维温度场可视化监测与控制系统中期报告[R].邯峰发电厂. 2008:2-15
[33]邯峰发电厂#2炉三维温度场火焰监控控制性能评估试验报告[R].邯峰发电厂. 2009:3-20
[34]方庆艳,姚斌,江瑞宝,周怀春. W型火焰锅炉炉内燃烧过程检测实验研究[J].热能动力工程. 2005,20(04):361-364