一种水冷壁区域H2S浓度的控制方法及其调整装置与流程

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一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法及其调整装置
技术领域
1.本技术涉及电厂锅炉运行控制技术领域，特别涉及一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法及其调整装置。

背景技术：

2.锅炉是火力发电厂中主要的热力设备之一，锅炉运行时，通过往锅炉中投入具有能量的燃料，燃料燃烧，锅炉炉膛四周的水冷壁受热，水冷壁内部流动的水转变为具有热能的过热蒸汽，随后将过热蒸汽提供给汽轮机进行后续的能量转化，从而完成电厂的发电工作。
3.锅炉内的燃料在进行燃烧时，水冷壁近壁处氧量很低，co浓度很高，燃烧区域呈还原性气氛，同时水冷壁近壁处存在大量腐蚀性气体，在还原性气氛下主要是以h2s为主会造成锅炉水冷壁处出现严重的高温腐蚀现象，使水冷壁管壁快速腐蚀减薄乃至爆管，严重影响锅炉运行的安全性。
4.针对上述锅炉高温腐蚀的现象，目前已经有许多电厂通过在锅炉炉膛内安装co以及h2s测点，得到实时数据，来对锅炉内正常的燃烧气氛进行监测，从而对锅炉的高温腐蚀程度起到监测预警作用。但是该数据一般仅用于监测，并未在对锅炉高温腐蚀的主动防护中发挥作用。

技术实现要素：

5.为了改善锅炉炉膛中co以及h2s测点获得的实时数据一般仅用于监测，并未在对锅炉高温腐蚀的主动防护中发挥作用的问题，本技术提供一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法及其调整装置。
6.第一方面，本技术提供一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法，采用如下的技术方案：一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法，包括：基于进炉燃烧煤的种类，采样确定燃烧煤的含硫量；基于在锅炉上设定不同的待测区域，实时监测待测区域中co含量以及h2s浓度；基于模糊层次分析法，理论分析锅炉受高温腐蚀的多个影响因素的权重占比；基于co含量以及h2s浓度的实时监测数据，验证模糊层次分析法理论分析出的权重准确性，增加修正系数k值；基于修正后的权重分析，设置配风调整位置，调整锅炉配风比例，即调节锅炉送风量的风量以及方向。
7.通过采用上述技术方案，以燃烧煤含硫量、co含量以及h2s浓度的实时监测数据为依托，获得大量的试验数据，试验数据结合模糊层次分析法的理论权重，对比获得符合被测锅炉高温腐蚀影响因素各个权重的修正系数k值，从而得到对被测锅炉高温腐蚀发生区域更为准确的判断，而后通过对不同位置的锅炉配风比例进行调整，使炉膛内大部分位置的
燃烧情况更为充分，降低水冷壁位置处co的还原性气氛，从而降低水冷壁处的h2s浓度，减弱锅炉高温腐蚀的损害，最大化排除腐蚀隐患。
8.可选的，所述待测区域设置在锅炉的不同高度上。
9.通过采用上述技术方案，由于锅炉内自下而上的燃烧气氛处于由缺氧到逐渐富氧的变化过程，不同高度燃料的燃烧情况即会出现不统一，进而导致产生的h2s浓度也有不同。针对不同的h2s浓度设置不同高度的待测区域，有利于获得更为精确、更具针对性的监测数据。
10.可选的，每个待测区域对应设置若干组配风调整位置。
11.通过采用上述技术方案，若干组配风调整位置对应待测区域设置，在锅炉的不同高度，根据锅炉内即时的燃烧情况，对应吹入不同风量和方向的燃料气流，从而使各个高度位置能获得充分的燃烧，减少水冷壁处的co还原性气氛，从而间接控制h2s的浓度，降低锅炉高温腐蚀的损害。
12.可选的，基于修正后的权重分析，对锅炉不同位置上进炉燃烧煤的种类进行调整。
13.通过采用上述技术方案，根据修正后的权重分析，将不同硫含量的燃烧煤在对应位置送入锅炉，通过调整不同含硫量燃烧煤的送入比例，从而将水冷壁处的h2s浓度控制在允许范围内。
14.第二方面，本技术提供一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，采用如下的技术方案：一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，所述调整装置设置在锅炉的配风调整位置处，所述调整装置包括固接在锅炉外壁上且连通至锅炉炉膛中的外壳、固接在外壳中的内套、连接在内套远离锅炉一端上的混合燃料气流进气管、连通在内套上的二次风进气管、设置在二次风进气管内部的风量调整组件以及设置在内套朝向锅炉一端上的风向调节组件。
15.通过采用上述技术方案，混合燃料气流进气管将煤粉和一次风的混合燃料气流吹入内套中，并穿过内套最终送入至锅炉的炉膛中，二次风进气管中流通二次风，为燃料气流的燃烧提供氧气，且加强气流的扰动，促进可燃物和氧气的充分混合，为完全燃烧提供条件；风量调整组件对二次风进风管中二次风的风量进行控制调节，风向调节组件对送入炉膛中的燃料气流以及二次风的方向进行调整，从而促进炉膛中燃料气流的充分燃烧，减少水冷壁处生成co还原性气氛的浓度，从而达到控制水冷壁处h2s的浓度，降低水冷壁处高温腐蚀的发生。
16.可选的，所述风量调整组件包括转动设置在二次风进风管内部的叶轮，所述叶轮上连接有若干组叶片，所述叶片沿叶轮的外轮廓周向分布，且每组叶片分别和叶轮转动连接。
17.通过采用上述技术方案，叶片和叶轮转动连接，通过对叶片的旋转调整，相邻之间的叶片间隙进行打开到靠拢闭合的调整运动，从而实现对二次风进风管中二次风的风量进行调整，使炉膛内的燃料气流燃烧能获得合适的风量供给，从而降低水冷壁处的co还原性气氛的浓度；且叶轮自身带动叶片进行旋转，对二次风进行增压，将二次风更为稳定快速的送入锅炉。
18.可选的，所述叶片的一端固接有旋转球，所述叶轮的外侧壁上开设有转孔，所述旋转球部分嵌入至转孔内，所述旋转球远离叶片的一端固接有转轴，所述转轴的一端传动连
接有微型马达，所述微型马达固接在叶轮内部。
19.通过采用上述技术方案，微型马达通过转轴带动旋转球进行回转，旋转球的转动带动叶片进行角度调节，从而实现相邻叶片间隙的开合控制，旋转球与转孔的配合摩擦阻力较小，转动稳定可靠，结构简单实用，提高了风量调整组件的可靠性。
20.可选的，所述叶片设置为弧面过渡结构。
21.通过采用上述技术方案，叶片设置为弧面过渡结构，二次风进入二次风进风管后，冲击到叶片的弧面上，二次风获得斜向的导向，加强了二次风流动的强度，使二次风能更稳定的流入到炉膛中，加强气流搅动的作用，从而使燃料气流获得更好的燃烧效果。
22.可选的，所述风向调节组件包括固接在内套一端的定向座，所述定向座为球形结构，所述定向座上开设有贯穿的出气口，所述出气口连通内套；所述定向座的外侧转动设置有调向座，所述调向座为球形结构，所述调向座上开设有调节口，所述调节口的口径小于所述出气口，所述调节口与出气口重叠布置；所述调向座的两侧铰接有气缸，所述气缸用于带动调向座和定向座发生相对转动。
23.通过采用上述技术方案，定向座和内套连通，燃料气流可通过定向座上的出气口，最终从调向座上的调节口喷入到炉膛内部；气缸的活塞杆伸出，可带动调向座相对定向座进行一定角度的旋转，使调节口和出气口产生一定的角度偏转，从而改变燃料气流进入炉膛的方向，使燃料气流到达合适的燃烧位置，进行充分的燃烧。
24.可选的，所述内套和外壳之间为空气进气通道，所述外壳位于锅炉内的一端设置有两侧的倾斜面敞口。
25.通过采用上述技术方案，外界的空气从内套和外壳之间的空气进气通道进入炉膛，且经过外壳末端倾斜面敞口的导向，空气气流朝着两侧水冷壁的位置进行流动，稀释了水冷壁处的co还原性气氛，降低了h2s的浓度，有利于保护水冷壁，避免产生严重的高温腐蚀现象。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置含硫量、co含量和h2s浓度的测量，通过测量数据比对，增加模糊层次分析法的修正系数k值，并基于修正后的权重分析，对应调整锅炉配风比例，使炉膛内大部分位置上的燃烧情况更为充分，降低水冷壁位置处co还原性气氛的含量，从而降低水冷壁处的h2s浓度，减弱锅炉高温腐蚀的损害，最大化排除腐蚀隐患。
27.2.通过设置调整装置的风量调整组件，通过对叶片的旋转调整，相邻之间的叶片间隙进行打开和靠拢闭合，实现对二次风进风管中二次风的风量进行调整，使炉膛内的燃料气流燃烧能获得合适的风量供给，从而降低水冷壁处的co还原性气氛的浓度，进而降低水冷壁处的h2s浓度。
28.3.通过设置风向调节组件，气缸的活塞杆伸出，带动调向座相对定向座进行一定角度的旋转，使调节口和出气口产生一定的角度偏转，从而改变燃料气流进入炉膛的方向，使燃料气流到达合适的燃烧位置，进行充分的燃烧，进一步减低水冷壁处的co还原性气氛的浓度，进而达到对水冷壁处的h2s浓度的有效控制。
附图说明
29.图1是本技术实施例中锅炉的截面展开示意图；
图2是本技术实施例中调整装置的结构示意图；图3是本技术实施例中调整装置的剖面示意图；图4是本技术实施例中叶轮和叶片的配合爆炸示意图。
30.附图标记说明：1、锅炉；11、左侧墙；12、右侧墙；13、待测区域；14、监测试点；15、前墙；16、后墙；17、配风调整位置；2、外壳；21、倾斜面敞口；3、内套；4、混合燃料气流进气管；5、二次风进气管；6、风量调整组件；61、叶轮；611、转孔；62、安装座；63、驱动电机；64、叶片；65、旋转球；66、转轴；67、微型马达；7、风向调节组件；71、定向座；711、出气口；72、调向座；721、调节口；73、气缸；8、空气进气通道。
具体实施方式
31.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法，参照图1，包括有：基于进炉燃烧煤的种类，采样确定燃烧煤的含硫量。
33.基于在锅炉1的左侧墙11和右侧墙12上设定不同的待测区域13，在不同待测区域13设置多组监测试点14，实时监测待测区域13中co含量以及h2s浓度；待测区域13在锅炉1侧壁由下至上设置有若干组，分别对炉膛内不同高度的co含量以及h2s浓度进行实时监测。
34.基于模糊层次分析法，理论分析锅炉1受高温腐蚀的多个影响因素的权重占比；对影响锅炉1高温腐蚀的因素进行系统考察，并依据模糊层次分析法，对应分配不同的权重。
35.基于co含量以及h2s浓度的实时监测数据，验证模糊层次分析法理论分析出的权重准确性，增加修正系数k值；对待测锅炉1进行试验，通过控制变量法，分别逐个对单一影响因素进行试验，对试验得到的大量数据进行整理收集分析，而后对由模糊层次分析法理论分析出的权重进行比对和适应性的修正，增加修正k值，迭代更新权重的准确性。
36.基于修正后的权重分析，在锅炉1的前墙15和后墙16上各设置配风调整位置17，调整锅炉1配风比例，即调节向锅炉1内送风的风量以及方向，通过修正后的权重指导，控制合适的进风量和进风方向，从而使燃料气流获得更为充分的燃烧，降低水冷壁处的co还原性气氛，从而间接控制h2s的浓度。锅炉1配风调整位置17对应不同的待测区域13设置有若干组，若干组配风调整位置17上的调整装置独立控制，以达到不同高度上精确性高、有针对性的调整效果。
37.基于修正后的权重分析，结合对进炉燃烧煤含硫量的取样测试，对锅炉1不同高度位置上的进炉燃烧煤种类进行适应性调整，使不同高度的炉膛内对应燃烧不同含硫量的燃烧煤，获得更好的燃烧效果，从而控制水冷壁区域处h2s的产生。
38.本技术实施例还公开一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，调整装置设置有多个，多个调整装置分别对应安装在锅炉1上各个配风调整位置17处，且多个调整装置独立控制，以对锅炉内不同高度区域上的配风进行针对性调整。参照图2，调整装置包括外壳2，外壳2为内部中空的壳体结构，外壳2固接在锅炉1外壁上，且与锅炉1的炉膛连通。
39.参照图2和图3，外壳2居中穿设有内套3，内套3与外壳2固定连接。内套3的远离锅炉1的一端固定连接有混合燃料气流进气管4，混合燃料气流进气管4连通外部的风机，外部的风机将由燃烧煤磨制好的煤粉和一次风混合组成的燃料气流鼓入内套3中，并穿过内套3送入锅炉1内进行燃烧放热。
40.内套3的一侧还固定连通有二次风进气管5，二次风进气管5用于将二次风通入到锅炉1内，从而增加燃烧氧量，加强气流扰动，二次风进气管5中设置有风量调整组件6。
41.参照图3和图4，风量调整组件6包括叶轮61，叶轮61转动设置在二次风进风管内部，二次风进风管中固接有安装座62，安装座62上固接有驱动电机63，驱动电机63与叶轮61传动连接，驱动电机63用于带动叶轮61进行旋转。叶轮61的外侧连接有叶片64，叶片64设置为弧面过渡结构，叶片64沿叶轮61的外轮廓周向布置有若干组，且每组叶片64分别和叶轮61转动连接。叶片64的一端固接有旋转球65，叶轮61的外侧壁上对应开设有适配的转孔611，旋转球65部分嵌入至转孔611中进行转动。旋转球65远离叶片64的一端固接有转轴66，转轴66的另一端传动连接有微型马达67，微型马达67固接在叶轮61的内部。
42.二次风进入二次风进气管5后，驱动电机63通过驱使叶轮61旋转，从而使二次风增压，更为快速、稳定的流通至内套3中。微型马达67通过转轴66使旋转球65和叶片64发生转动调整，相邻之间的叶片64间隙进行打开或靠拢闭合，从而实现对二次风进气管5中二次风的通过风量进行调整。
43.内套3朝向锅炉1的一端设置有风向调节组件7，风向调节组件7包括定向座71，定向座71固接在内套3的端部，且定向座71上开设有贯通的出气口711，出气口711与定向座71连通。定向座71为球形结构，定向座71的外侧套设有调向座72，调向座72也为球形结构，且调向座72和定向座71抵触转动连接。调向座72上开设有调节口721，调节口721与出气口711重叠布置，始终连通，且调节口721的口径小于出气口711。
44.调向座72的两侧铰接有气缸73，气缸73通过撑板固接在锅炉1的侧壁内，气缸73用于带动调向座72相对定向座71进行一定角度的转动，燃料气流从内套3流动至定向座71，并最终从调向座72的调节口721喷射至锅炉1内，随着调节口721角度的转动，燃料气流进入锅炉1的方向也发生改变。
45.参照图2和图3，外壳2和内套3之间的间隙为空气进气通道8，空气进气通道8用于往锅炉1内输送少量空气，外壳2位于锅炉1内的一端设置有两侧的倾斜面敞口21，敞口朝向两侧的水冷壁区域，空气进入炉膛后，空气气流朝着两侧水冷壁的位置进行流动，从而稀释了水冷壁处co的还原性气氛，有利于降低了h2s的浓度。
46.本技术实施例的实施原理为：煤粉和一次风组成的混合燃料气流从混合燃料气流进气管4进入内套3，并最终从调向座72的调节口721喷入至炉膛内；二次风从二次风进气管5进入内套3，并同样从调节口721喷入至炉膛内。微型马达67通过对相邻叶片64进行打开至靠拢闭合的转动调整，从而实现对锅炉1二次风送风量的控制调节。气缸73通过对调向座72和定向座71相对的旋转调节，使调节口721的方向发生改变，从而实现对进风方向的控制调节。调整装置安装在锅炉1的各个配风调整位置17处且分别独立控制，通过对锅炉1进风量和进风方向的控制，以达到减弱水冷壁区域co的还原性气氛，从而对h2s的浓度起到控制降低的作用。
47.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

1.一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法，其特征在于：所述方法包括：基于进炉燃烧煤的种类，采样确定燃烧煤的含硫量；基于在锅炉（1）上设定不同的待测区域（13），实时监测待测区域（13）中co含量以及h2s浓度；基于模糊层次分析法，理论分析锅炉（1）受高温腐蚀的多个影响因素的权重占比；基于co含量以及h2s浓度的实时监测数据，验证模糊层次分析法理论分析出的权重准确性，增加修正系数k值；基于修正后的权重分析，设置配风调整位置（17），调整锅炉（1）的配风比例，即调节锅炉（1）送风量的风量以及方向。2.根据权利要求1所述的一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法，其特征在于：所述待测区域（13）设置在锅炉（1）的不同高度上。3.根据权利要求2所述的一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法，其特征在于：每个待测区域（13）对应设置若干组配风调整位置（17）。4.根据权利要求1所述的一种水冷壁区域h2s浓度的控制方法，其特征在于：基于修正后的权重分析，对锅炉（1）不同高度位置上进炉燃烧煤的种类进行调整。5.一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，基于权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于：所述调整装置设置在锅炉（1）的各个配风调整位置（17）处，所述调整装置包括固接在锅炉（1）外壁上且连通至锅炉（1）炉膛中的外壳（2）、固接在外壳（2）内的内套（3）、连接在内套（3）远离锅炉（1）一端上的混合燃料气流进气管（4）、连通在内套（3）上的二次风进气管（5）、设置在二次风进气管（5）内部的风量调整组件（6）以及设置在内套（3）朝向锅炉（1）一端上的风向调节组件（7）。6.根据权利要求5所述的一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，其特征在于：所述风量调整组件（6）包括转动设置在二次风进风管内部的叶轮（61），所述叶轮（61）上连接有若干组叶片（64），所述叶片（64）沿叶轮（61）的外轮廓周向分布，且每组叶片（64）分别和叶轮（61）转动连接。7.根据权利要求6所述的一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，其特征在于：所述叶片（64）的一端固接有旋转球（65），所述叶轮（61）的外侧壁上开设有转孔（611），所述旋转球（65）部分嵌入至转孔（611）内，所述旋转球（65）远离叶片（64）的一端固接有转轴（66），所述转轴（66）的一端传动连接有微型马达（67），所述微型马达（67）固接在叶轮（61）内部。8.根据权利要求6所述的一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，其特征在于：所述叶片（64）设置为弧面过渡结构。9.根据权利要求5所述的一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，其特征在于：所述风向调节组件（7）包括固接在内套（3）一端的定向座（71），所述定向座（71）为球形结构，所述定向座（71）上开设有贯穿的出气口（711），所述出气口（711）连通内套（3）；所述定向座（71）的外侧转动设置有调向座（72），所述调向座（72）为球形结构，所述调向座（72）上开设有调节口（721），所述调节口（721）的口径小于所述出气口（711），所述调节口（721）与出气口（711）重叠布置；所述调向座（72）的两侧铰接有气缸（73），所述气缸（73）用于带动调向座（72）和定向座（71）发生相对转动。10.根据权利要求5所述的一种水冷壁区域h2s浓度的调整装置，其特征在于：所述内套
（3）和外壳（2）之间为空气进气通道（8），所述外壳（2）位于锅炉（1）内的一端设置有两侧的倾斜面敞口（21）。

技术总结

本申请公开了一种水冷壁区域H2S浓度的控制方法及其调整装置，包括基于进炉燃烧煤的种类，采样确定燃烧煤的含硫量；基于在锅炉上设定不同的待测区域，实时监测待测区域中CO含量以及H2S浓度；基于模糊层次分析法，理论分析锅炉受高温腐蚀的多个影响因素的权重占比；基于CO含量以及H2S浓度的实时监测数据，验证模糊层次分析法理论分析出的权重准确性，增加修正系数k值；基于修正后的权重分析，调整锅炉配风比例，即调节锅炉送风量的风量以及方向。本申请具有控制水冷壁位置处CO的还原性气氛，降低锅炉内H2S浓度，减轻锅炉高温腐蚀的损害，最大化排除腐蚀隐患的效果。化排除腐蚀隐患的效果。化排除腐蚀隐患的效果。