[发明专利]一种基于化学平衡的燃煤锅炉能效在线监测方法

说明书

本发明提供了一种基于化学平衡的燃煤锅炉能效在线监测方法，其要点是：在线监测锅炉工质参数，计算获得锅炉有效热量；在线监测锅炉烟气参数、灰渣参数和供风参数，通过化学平衡计算锅炉燃烧的总C、H和S的量，进而利用C、H和S的燃烧热，在线计算输入锅炉的总热量；根据锅炉的有效热量和总热量，实时计算锅炉的热效率；根据烟气CO₂和CO浓度，实时计算锅炉燃烧效率。本发明的有益效果是：所有数据均为在线实时测试获取，并通过化学平衡原理实时计算锅炉热效率，实现了锅炉热效率和燃烧效率的在线监测，准确反应了锅炉实时的能效水平和燃烧水平。

技术领域

本发明涉及一种燃煤锅炉运行热效率的在线监测方法，用于燃煤锅炉能效水平的监控。

背景技术

目前，我国能源结构以煤炭为主，除了用于电力供应的燃煤电站锅炉，诸多燃煤工业锅炉也是煤炭消耗的主要用户。燃煤工业锅炉运行热效率偏低，大量煤炭利用效率极低，且产生了大量的大气污染物，这给我国的煤炭总量控制、节能减排、大气污染物治理等工作带来了较大困难。

为了促进燃煤工业锅炉经济高效运行，国家颁布了《工业锅炉经济运行》、《燃煤工业锅炉节能监测》和《工业锅炉能效限定值及能效等级》等标准和规范对燃煤工业锅炉进行监管。但是，燃煤工业锅炉能效水平提高仍然有限，其中重要原因是无法准确获得锅炉的能效水平。传统的锅炉热效率计算有正平衡和反平衡两种方法，但其应用于燃煤工业锅炉能效的在线监控都有局限性：在正平衡方法中，需要测试燃煤的热值，由于工业锅炉燃用煤种的多变性，导致无法准确采用正平衡方法对热效率在线监测；反平衡方法则由于散热损失和灰渣热损失无法实时测试而不能实现在线监测。因此，现有的锅炉能效水平测试均为离线测试，或仅有部分数据在线测试，这些能效指标只能代表短时间内的运行情况。与电站锅炉不同，燃煤工业锅炉运行负荷调整频繁，所以离线测试获得的能效数据很难与实际锅炉相符合，这就会使相关部门很难准确得监管工业锅炉运行能效水平，而运行人员也不能有效地进行运行调整。

发明内容

为解决背景技术锅炉能效无法实现在线监测、能效数据不准确的问题，本发明的目的在于提供一种基于化学平衡的燃煤锅炉能效在线监测方法。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

(1)在线监测燃煤锅炉每小时平均给水流量、给水温度、蒸汽压力、蒸汽温度及蒸汽湿度，计算得到每小时锅炉工质吸收的有效热量Q₁＝D_gs(h_zq-h_gs-rw/100)；

其中，Q₁—锅炉有效热量(kJ/h)；D_gs—给水流量(kg/h)；h_zq—蒸汽焓(kJ/kg)；h_gs—给水焓(kJ/kg)；r—汽化潜热(kJ/h)；w—蒸汽湿度(％)；

(2)实时监测锅炉烟气流量(m³/h)及烟气中CO₂浓度(％)、CO浓度(％)和SO₂浓度(％)，计算得到每小时锅炉烟气中的C元素含量M_C烟气(kg/h)和S元素含量M_S烟气(kg/h)，M_C烟气＝Q_烟气×(Φ_CO2+Φ_CO)×12/22.4，M_S烟气＝Q_烟气×Φ_SO2×32/22.4；