1.本发明涉及锅炉壁面气氛监测及调节技术领域，具体为一种墙式切圆燃烧锅炉水冷壁壁面气氛监测及调节系统。


背景技术：

2.高温腐蚀问题是燃煤发电厂锅炉的常见问题之一，随着低氮燃烧技术的广泛应用，由于煤粉着火初期欠氧燃烧能抑制氮氧化物生成，锅炉燃烧器区域的还原性气氛被明显加强，而当水冷壁壁面还原性气氛较强时，极易发生高温腐蚀问题，通过引进贴壁风改善水冷壁壁面气氛是一种较为可行的技术路线。
3.在现有技术中，通常从二次风箱直接引一路风通入各水冷壁高温腐蚀区域，然而由于热二次风压力不足，部分电厂在进行类似改造后对高温腐蚀的缓解作用十分有限，中国专利cn104456538b公开了一种减缓旋流对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的装置及方法，通过变频增压风机从二次风箱中引出热二次风，该热二次风从每层燃烧器与锅炉侧墙之间位置吹向水冷壁，从而减缓旋流对冲燃烧锅炉水冷壁壁面高温腐蚀；然而由于水冷壁各区域还原性气氛有所不同，且随着工况的变化也会明显变化，中国专利cn104456538b所述方式通过变频风机的频率变化并不同准确调节各区域水冷壁的壁面气氛；
4.因此，需要开发一种既能监测锅炉水冷壁壁面气氛，又能对其进行准确调控的系统，为此，我们提出一种墙式切圆燃烧锅炉水冷壁壁面气氛监测及调节系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种墙式切圆燃烧锅炉水冷壁壁面气氛监测及调节系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种墙式切圆燃烧锅炉水冷壁壁面气氛监测及调节系统，包括水冷壁前墙、若干贴壁风喷管、若干风量调节阀、若干三通阀、贴壁风母管、变频风机、烟气前处理装置、烟气分析仪及若干燃烧器；
8.其中，所述若干燃烧器包括c层1号燃烧器、c层2号燃烧器、c层3号燃烧器与c层4号燃烧器；所述c层1号燃烧器布置于水冷壁前墙的标高附近，若干贴壁风喷管均安装在c层1号燃烧器两侧相同标高处，并与若干风量调节阀相连，若干三通阀分别与若干风量调节阀、贴壁风母管和烟气前处理装置入口相连，且若干三通阀与若干风量调节阀入口一一对应相连；
9.所述贴壁风母管入口与变频风机出口相连，变频风机入口外连热二次风道；所述烟气前处理装置出口与烟气分析仪相连；
10.烟气分析仪与远程通信连接有dcs控制系统，dcs控制系统远程控制若干风量调节阀。
11.作为本发明进一步的方案，所述若干贴壁风喷管包括第一贴壁风喷管、第二贴壁
风喷管、第三贴壁风喷管、第四贴壁风喷管、第五贴壁风喷管，所述第六贴壁风喷管、第七贴壁风喷管及第八贴壁风喷管，若干贴壁风喷管横向并列设置；
12.所述若干风量调节阀包括第一风量调节阀、第二风量调节阀、第三风量调节阀、第四风量调节阀、第五风量调节阀、第六风量调节阀、第七风量调节阀及第八风量调节阀，若干风量调节阀横向并列设置；
13.所述若干三通阀包括第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀、第五三通阀、第六三通阀、第七三通阀与第八三通阀；若干三通阀横向并列设置。
14.作为本发明进一步的方案，所述c层2号燃烧器、c层3号燃烧器与c层4号燃烧器附近布置与c层1号燃烧器附近布置相同。
15.作为本发明进一步的方案，该气氛监测及调节系统的具体工作步骤如下：
16.s1：锅炉运行期间，当若干三通阀置于ab通位置时，若干风量调节阀全开，炉内烟气依次经若干贴壁风喷管、若干风量调节阀、若干三通阀及烟气前处理装置被抽取进入烟气分析仪；烟气分析仪在规定时间内测量分析若干贴壁风喷管喷口附近贴壁还原性气氛在取样烟气中的浓度；
17.s2：锅炉运行期间，当若干三通阀置于bc通位置时，贴壁风从贴壁风母管经若干三通阀、若干风量调节阀和若干贴壁风喷管进入炉膛，经若干贴壁风喷管喷口在其附近水冷壁壁面形成空气膜，改善壁面还原性气氛；此时若干风量调节阀开度依据步骤s1测试还原性气体浓度设定；
18.s3：锅炉运行期间，在不同负荷、不同磨煤机组合及不同煤质工况下按照上述步骤s1和s2要求依次开展摸底试验，将不同工况下对应各若干风量调节阀开度录入数据库；此后dcs控制系统根据实际工况调取数据库参数设定若干风量调节阀开度；
19.s4：锅炉停运期间，对若干贴壁风喷管安装位置的水冷壁高温腐蚀情况进行检查，若仍存在高温腐蚀问题，适当调节对应喷口在各工况下对应的若干风量调节阀开度。
20.作为本发明进一步的方案，步骤s1与步骤s2中所述还原性气氛包括o2、co或者h2s中的一种或多种。
21.作为本发明进一步的方案，步骤s2中还原性气体浓度设定的原则如下：
22.还原性气体浓度越大若干风量调节阀开度越大；当测量还原性气体浓度低于最低标准时，若干风量调节阀开度设置为最低15％开度，用于保护贴壁风喷管喷口。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.(1)本发明通过布置于水冷壁燃烧器标高附近的若干贴壁风喷管、烟气前处理装置及烟气分析仪等，能准确测量水冷壁各区域的贴壁气氛；
25.(2)本发明通过布置于水冷壁燃烧器标高附近的若干贴壁风喷管、若干风量调节阀、若干三通阀、贴壁风母管及变频风机等，能精确调节水冷壁各区域的贴壁气氛；
26.(3)本发明通过在不同工况下改变风量调节阀的开度，能有效降低变频风机能耗；
27.(4)本发明系统构成简单，设备成本较低，具有很高的推广利用价值。
附图说明
28.图1是本发明的系统示意图。
29.图2是若干三通阀置于ab通位置时的工质流向示意图。
30.图3是若干三通阀置于bc通位置时的工质流向示意图。
31.图中：1
‑
水冷壁前墙，2
‑
第一贴壁风喷管，3
‑
第二贴壁风喷管，4
‑
第三贴壁风喷管，5
‑
第四贴壁风喷管，6
‑
第五贴壁风喷管，7
‑
第六贴壁风喷管，8
‑
第七贴壁风喷管，9
‑
第八贴壁风喷管，10
‑
第一风量调节阀，11
‑
第二风量调节阀，12
‑
第三风量调节阀，13
‑
第四风量调节阀，14
‑
第五风量调节阀，15
‑
第六风量调节阀，16
‑
第七风量调节阀，17
‑
第八风量调节阀，18
‑
第一三通阀，19
‑
第二三通阀，20
‑
第三三通阀，21
‑
第四三通阀，22
‑
第五三通阀，23
‑
第六三通阀，24
‑
第七三通阀，25
‑
第八三通阀，26
‑
贴壁风母管，27
‑
变频风机，28
‑
烟气前处理装置，29
‑
烟气分析仪，30
‑
c层1号燃烧器，31
‑
c层2号燃烧器，32
‑
c层3号燃烧器，33
‑
c层4号燃烧器。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1
34.请参阅图1
‑
3，本发明提供一种技术方案：一种墙式切圆燃烧锅炉水冷壁壁面气氛监测及调节系统，实施例如图1所示布置于水冷壁前墙1的c层1号燃烧器30标高附近，其余燃烧器(c层2号燃烧器31，3c层3号燃烧器32，c层4号燃烧器33)附近与此布置方法和工作过程一致；包括若干贴壁风喷管、若干风量调节阀、若干三通阀、贴壁风母管26、变频风机27、烟气前处理装置28、烟气分析仪29等；若干贴壁风喷管安装在c层1号燃烧器30两侧相同标高处，并与若干风量调节阀相连；若干三通阀分别与风量调节阀、贴壁风母管26和烟气前处理装置28入口相连；贴壁风母管26入口与变频风机27出口相连；变频风机27入口与热二次风道(未图示)相连；烟气前处理装置28出口与烟气分析仪29相连；烟气分析仪29与dcs控制系统(未图示)相连；dcs控制系统能远程控制各风量调节阀。
35.若干贴壁风喷管包括第一贴壁风喷管2、第二贴壁风喷管3、第三贴壁风喷管4、第四贴壁风喷管5、第五贴壁风喷管6、第六贴壁风喷管7、第七贴壁风喷管8、第八贴壁风喷管9；
36.若干风量调节阀包括第一风量调节阀10、第二风量调节阀11、第三风量调节阀12、第四风量调节阀13、第五风量调节阀14、第六风量调节阀15、第七风量调节阀16、第八风量调节阀17；
37.若干三通阀括第一三通阀18、第二三通阀19、第三三通阀20、第四三通阀21、第五三通阀22、第六三通阀23、第七三通阀24、第八三通阀25；
38.本实施例中壁面气氛监测及调节系统的具体工作过程如下：
39.s1：锅炉运行期间，如图2所示，当若干三通阀置于ab通位置时，若干风量调节阀全开，炉内烟气依次经若干贴壁风喷管、若干风量调节阀、若干三通阀、烟气前处理装置(除尘、除水)被抽取进入烟气分析仪；烟气分析仪在5min内测量分析贴壁风喷管喷口附近贴壁还原性气氛在取样烟气中的浓度；
40.具体的，还原性气氛包括o2、co或者h2s中的一种或多种；
41.s2：锅炉运行期间，如图3所示，当若干三通阀置于bc通位置时，贴壁风从贴壁风母管经若干三通阀、若干风量调节阀和贴壁风喷管进入炉膛，经贴壁风喷管喷口在其附近水冷壁壁面形成空气膜，改善壁面还原性气氛；此时若干风量调节阀开度依据测试还原性气体浓度设定，还原性气体浓度越大风量调节阀开度越大，具体为对应关系如下：
42.当测量水冷壁附近还原性气体浓度低于最低标准时，即o2﹥2％且co﹤2000μl/l，或者h2s﹤100μl/l时，若干风量调节阀开度设置为15％开度，用于保护贴壁风喷管喷口；
43.当1.6％﹤o2﹤2％且2000μl/l﹤co<3000μl/l，或者水冷壁附近100μl/l﹤h2s﹤150μl/l时，风量调节阀开度设置为30％；
44.当1.2％﹤o2﹤1.6％且3000μl/l﹤co<5000μl/l，或者水冷壁附近150μl/l﹤h2s﹤200μl/l时，风量调节阀开度设置为50％；
45.当0.8％﹤o2﹤1.2％且5000μl/l﹤co<8000μl/l，或者水冷壁附近200μl/l﹤h2s﹤300μl/l时，风量调节阀开度设置为70％；
46.当o2﹤0.8％且co﹥8000μl/l，或者水冷壁附近h2s﹥300μl/l时，风量调节阀开度设置为100％；
47.s3：锅炉运行期间，在不同负荷、不同磨煤机组合、不同煤质等各类工况下按照上述步骤s1和s2要求依次开展摸底试验，将不同工况下对应各风量调节阀开度录入数据库，数据库主要内容示例如下：
48.表1前墙c层第三风量调节阀开度
[0049][0050]
注：表1示例为660mw机组，墙式切圆燃烧锅炉。
[0051]
此后dcs控制系统根据实际工况调取数据库参数设定若干风量调节阀开度；
[0052]
s4：锅炉停运期间，对各贴壁风喷管安装位置的水冷壁高温腐蚀情况进行检查，若仍存在高温腐蚀问题，适当调节对应喷口在各工况下对应的风量调节阀开度；
[0053]
综上，通过布置于水冷壁燃烧器标高附近的若干贴壁风喷管、烟气前处理装置及烟气分析仪等，能准确测量水冷壁各区域的贴壁气氛；通过布置于水冷壁燃烧器标高附近的若干贴壁风喷管、若干风量调节阀、若干三通阀、贴壁风母管及变频风机等，能精确调节水冷壁各区域的贴壁气氛，同时实现在不同工况下改变风量调节阀的开度，能有效降低变频风机能耗。
[0054]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。