基本信息
- 項目名稱：
- 超聲波作用下煤粉共振燃燒優(yōu)化系統(tǒng)設計
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 技術的核心思想是適當頻率的超聲波使煤粉達到共振，爐膛內(nèi)的煤粉達到共振后，提升煤粉自身的活化能，以及提高煤粉與空氣接觸面積與反應速度。 該方案成本低，易實現(xiàn)，具有極高的可行性和利用價值。目前，已取得北京華電杰德科技有限公司試驗鑒定認證，專利申請已被受理，保定熱電廠也對此表示了興趣，希望進一步關注。 由于煤粉固有頻率的不確定性，將開發(fā)一套PID自整定系統(tǒng)，實時監(jiān)測燃燒，隨時調(diào)整系統(tǒng)的輸出頻率。
- 詳細介紹：
- 超聲波煤粒共振鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)是根據(jù)送入鍋爐煤粉顆粒的大小發(fā)出相應的頻率的超聲波，使絕大部分煤粉產(chǎn)生共振或振動，從而提高煤粒的燃燒率，從而達到燃燒優(yōu)化的目的。 共振提高燃燒效率的原理：1、共振可以及時震掉煤粒表面的灰，可以使煤中可燃質(zhì)及時接觸高溫煙氣充分燃燒。2、煤粉爐基本處于擴散區(qū)或過渡區(qū)，煤粉共振使得煤粉與熱空氣的相對速度增加，即搞高了擴散速度，故提高了化學反應速度。3、煤粒共振減小煤粒粘結的幾率，擴大了煤粒與空氣的接觸面積，使煤粉更充分接觸空氣。4、煤粉共振增加了顆粒的動能，抑制了顆粒之間、顆粒與熱面之間的吸引力，可以減少結焦。5、煤粒共振提高了送入爐內(nèi)氧量的利用效率，降低污染物NOx的排放。 裝置工作過程：1、對進入爐子燃燒的煤粒進行實時連續(xù)采樣；2、在數(shù)字煤粒固有頻率檢測裝置中實時連續(xù)測定煤粒的固有頻率；3、根據(jù)入爐煤粒的固有頻率和鍋爐出力，實時調(diào)整超聲波發(fā)生器的頻率和功率。 裝置特點：1、實時連續(xù)可測入爐煤粒固有頻率；2、超聲波發(fā)生器的頻率和功率連續(xù)可調(diào)；3、全自動控制，基本免維護。 該試驗裝置具有簡單實用，基本免維護，對任何煤種，能測定其煤粒的固有頻率，實時調(diào)整超聲波發(fā)生器的固有頻率工功率，使煤粒發(fā)生共振或振動，達至優(yōu)化燃燒，為鍋爐的潔凈燃燒和節(jié)能環(huán)保提供了新的方向，該技術不僅適用于煤粉爐，而且也適用于循環(huán)流化床鍋爐，即適用新建電廠鍋爐安裝使用也適用于現(xiàn)有鍋爐的技術改造。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本項目從分析超聲波與鍋爐燃燒原理入手，建立鍋爐燃燒效率的數(shù)學模型，并分析超聲波引發(fā)共振的技術原理，最終提出可行提高燃燒效率方案（超聲波使煤粉在爐膛內(nèi)產(chǎn)生共振），為火電廠的燃燒優(yōu)化提供參考與依據(jù)
科學性、先進性
- 技術說明： （1）煤粉爐基本處于擴散區(qū)或過渡區(qū)，煤粉共振使得煤粉與熱空氣的相對速度增加，即提高了擴散速度，故提高了化學反應速度。（2）煤粉共振減小煤粉粘結的幾率，擴大了煤粉與空氣的接觸面積，使煤粉更充分接觸空氣。（3）煤粉共振增加了顆粒的動能，抑制了顆粒之間、顆粒與受熱面之間的吸引力，可以減少結焦。（4）煤粉共振提高了送入爐內(nèi)氧量的利用效率，降低污染物NOx的排放。（5）共振可以及時震掉煤粉表面的附著物，可以使煤中可燃質(zhì)及時接觸高溫煙氣充分燃燒。 參考文獻資料： [1]蘇聯(lián)B．∏．洛瑪金．煤粉制備[M].陳學俊，徐士民，秦裕琨等譯.北京：電力工業(yè)出版社，1957.99-110. [2]周桂平，劉吉堂，范志斌，劉穎琳.電廠燃料[M].北京：中國電力出版社，2007.19-26,32-48,169-219 [3]吳永生，方可人.熱工測量及儀表[M].北京：中國電力出版社，2010.39-57 [4]王海舟.爐渣分析[M].北京：科學出版社，2006
獲獎情況及鑒定結果
- 本作品于2011年3月15日在北京華電杰德科技有限公司試驗鑒定中表明：該系統(tǒng)可以提高鍋爐燃燒效率，減少燃油的用量，并降低NOx、COx的排放，同時能有效防止鍋爐結焦，降低熄火的幾率，提高鍋爐的穩(wěn)定系數(shù)。該方法簡單，成本低廉，對火力發(fā)電企業(yè)的燃燒系統(tǒng)優(yōu)化運行有重要意義，在電廠推廣后可實現(xiàn)巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
作品所處階段
- B中試階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 主動許可
作品可展示的形式
- √實物、產(chǎn)品 √模型 √圖紙 √現(xiàn)場演示 √圖片 √錄像 √樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- （1）超聲波技術在鍋爐燃燒上的使用尚屬未知領域，本項目創(chuàng)造性地將二者結合到一起，旨在為火電廠的燃燒優(yōu)化提供參考與依據(jù)。實驗表明，燃燒優(yōu)化系統(tǒng)可以提高鍋爐燃燒效率1%以上，減少NOx，COx等有害氣體的排放，減少燃油的用量，降低熄火的幾率，提高鍋爐的穩(wěn)定系數(shù)。 （2）該技術普適于大部分火力發(fā)電廠，范圍廣，潛力大。2010年底，我國火電裝機總?cè)萘窟_7億KW，電煤需求達5億噸。若鍋爐的燃燒效率都能提高1%，經(jīng)濟節(jié)約至少在50億元上下；煙囪排污也會減少，社會效益自然不言而喻。 （3）目前，項目處于中試階段，已有企業(yè)（北京華電杰德科技有限公司）表示看好并打算持續(xù)關注；同時保定熱電廠也對此表示了很大的興趣，希望可以進一步進行接觸合作。
同類課題研究水平概述
- 近幾年來，縱觀國內(nèi)外研究，鍋爐燃燒優(yōu)化一般都從以下幾個角度來研究問題： 1.方法創(chuàng)新：(1) 利用間斷取樣法，所得結果應用于平衡煤粉的分配。(2) 另一個改進是新研制一種可指示灰中含碳量的儀器，實時修正。 2.硬件創(chuàng)新：(1) 煤粉鍋爐通過風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)使燃燒器負荷均勻分配,從而使風粉均勻混合，優(yōu)化燃燒。(2) 設計百葉窗煤粉濃縮器，形成濃淡兩股氣流。從而提高鍋爐的低負荷穩(wěn)燃性及對煤種的適應性。 3.軟件創(chuàng)新：把與決策有關的困難因子加權計算綜合評價得分,從而評價各因素影響。 超聲波煤粉共振技術屬于硬件創(chuàng)新，角度較為獨特，目前超聲波的利用技術已經(jīng)很成熟，但是在鍋爐燃燒上的使用尚屬未知領域，國內(nèi)類似的研究也幾乎沒有。
