|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
锅炉炉膛温度场声学可视化技术
成果介绍
成果名称：锅炉炉膛温度场声学可视化技术
成果参与单位：华北电力大学
成果完成人：沈国清
炉内温度场的分布是反映燃烧过程的重要参数，直接影响到锅炉的安全性和经济性。炉膛温度作为反应炉膛内部燃烧情况最直接、最及时、最重要的参数，是燃煤锅炉安全高效环保运行最主要的控制参数，是垃圾焚烧炉二噁英排放最主要的控制手段，是SNCR优化最直接的运行依据，是钢铁、冶炼等工艺环节提高成品率最关键的控制参数。
由于炉膛处于高温、高尘、超大空间、湍流等复杂恶劣的测量环境，接触式测量技术不断出现结焦、温度漂移、短时间内烧毁等问题，更换频繁、维护工作量大。常规接触式测量技术难以在炉膛高温测量上持久应用，以致炉膛温度测量难以实现连续准确实时监测，燃烧调整赖以依靠的炉膛温度参数处于“缺失”状态，炉膛燃烧成为了运行调整的“黑匣子”。现有的垃圾焚烧炉脱硝普遍采用SNCR脱硝工艺，没有精确的温度窗口检测手段，喷氨调节无温度场分布数据依据，脱硝效率低，氨逃逸量高。
温度场声学可视化技术作为一种非接触式测量方法，对测量环境要求不苛刻，能直观、及时的反应炉内温度场分布，实现炉内高温、多尘、湍流等恶劣环境下的实时在线测量，也可以为喷氨调整提供最直接的温度窗数据，提高脱硝效率，减少氨逃逸量。
创新点
能够给出实时的二维温度场信息，包括区域温度图、等温线图和三维温度立体图，运行稳定可靠。便于运行人员及时判断温度分布和火焰中心是否偏移，防止水冷壁局部过热超温。通过使用该技术，为机组的燃烧优化调整提供了参考，降低煤耗，节省燃料成本；延长面命，节省换管费用；减少锅炉NOx排放，节省脱硝成本。
市场前景
自主研发的声学测温系统性能价格比优于国外同类系统。系统价格仅为国外同类产品的一半，系统的测量精度、温度场分辨率、稳定性等性能指标均优于采用国外产品和技术。在系统软硬件升级、备品备件供应、售后服务与人员培训等方面具有明显的优势与市场竞争力。
应用案例
获奖情况
华北电力大学
2023-07-13
一种电站锅炉炉膛结渣多区段实时监测方法
本发明公开了一种电站锅炉炉膛结渣多区段实时监测方法，通过在炉膛中增加热流计测点并采集锅炉实时运行参数、入炉煤质数据和锅炉炉膛结构及设计参数，按照建立好的结渣多区段计算步骤，推算出炉膛多个区段的实时结渣情况，为运行人员进行分区段吹灰提供参考。
东南大学
2021-04-14
基于声波的锅炉温度场测量系统
基于声波在特定介质中的传播速度与介质温度间成单值函数关系的原理，设计开发了基于电声源的锅炉温度场测量系统，并已申请国家发明专利。系统结构简单，维护方便，可以实时测量和显示锅炉内部三维温度场，便于运行人员据此及时判断炉内燃烧状况，并进行相应调整，实现燃烧优化；同时有利于防止火焰中心偏斜，减少事故发生。该系统经大量理论研究和现场试验，目前已实现成功运行。
东南大学
2021-04-13
秸秆直燃锅炉
本产品主要应用于秸秆直燃发电厂。生物质能已成为世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。在我国，生物质特别是秸秆发电技术得到了广泛重视，目前已有30多个生物质发电项目获核准，到2020年，我国将建成约3000万千瓦的生物质发电能力。
东南大学
2021-04-10
锅炉节能改造技术
成果与项目的背景及主要用途： 工业燃煤锅炉型式各异，主要是正传链条炉排锅炉，占总数的 70%以上，它 们的热效率普遍较低，平均只有 67%，比发达国家低 15～20 个百分点。其主要 原因是排烟热损失和不完全燃烧热损失过大。天津大学技术团队设计发明了链条 燃煤锅炉分层给煤装置和新型排烟热回收装置。通过链条燃煤锅炉分层给煤装置， 可以使燃煤按照颗粒大小分层落在链条炉排上，使其充分燃烧。新型排烟热回收 装置的技术原理与传统装置不同，由少量燃气作为驱动热源，用低温排烟余热作 为辅助热源，排烟温度不受回水温度的限制。 新技术装置可以用于各行业大型锅炉节能改造，提高锅炉燃烧效率，降低能 源消耗。 技术原理： 链条燃煤锅炉分层给煤装置可以使燃煤按照颗粒大小分层落在链条炉排上， 大颗粒在最下面、中颗粒在中间，小颗粒在最上面。 162天津大学科技成果选编 新型排烟热回收装置由少量燃气作为驱动热源，用低温排烟余热作为辅助热 源，排烟温度不受回水温度的限制。因此，可以将排烟温度降低到 40℃以下， 而在该温度区域内，烟气中的大部分水蒸汽都会凝结成液体水，释放出汽化潜热， 并为排烟热回收装置所回收和利用，因此，将大大提高锅炉的热效率。其原理图 如下：应用前景分析及效益预测： 天津某热源厂有 29MW 的燃气锅炉 2 台，供热总面积为 130 万 m2。根据实 测，每台锅炉的燃气消耗量 2330m3 /h，排烟温度为 138℃（有节能器），实际运 行热效率只有 82%。 如果能够将新型排烟热回收装置用于这 2 台锅炉上，按照锅炉热效率提高 10%，燃料消耗降低 10.86%计算，每小时可以节约天然气 506 m3，每个采暖季 可以节约天然气约 182 万 m3，折标准煤 2210 吨。 目前天津市天然气市场价为 3.25 元/m3，据此计算，每年可以节约燃气费用 591 万元左右。初投资约为 800 万元，在 2 个采暖期内就可以全部收回。此外， 每年还可以减少 CO2 排放 3567 吨。经济效益、环境效益和社会效益都十分显著。 应用领域：燃煤锅炉提供能源生产行业 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 根据企业实际状况与需求商谈决定。 合作方式及条件：技术合作。
天津大学
2021-04-11
锅炉快速设计系统
余热锅炉快速设计系统包括五大模块，分别是锅筒、过热器、省煤器、蒸发器、水保护段。该系统适用于余热锅炉设计生产厂家，设计人员输入主要工作参数后，系统自动进行热力计算，然后确定各受热面的结构形式。根据受热面结构参数对产品模型进行参数化驱动，生成出符合设计要求的产品模型，进而输出生产图纸、计算说明书、工艺信息表等一系列设计数据，实现了余热锅炉设备的快速准确设计。
上海理工大学
2021-04-13
无焰燃烧冷凝锅炉
无焰燃烧是近二十年国际燃烧领域发展的一种最新的燃烧方式，它的另一个名称叫“温和低氧稀释”（MILD)燃烧。 该燃烧是低氧、低温（900-1200℃）条件下的容积燃烧，具有无焰透亮、热流分布均匀、燃烧噪音小及温度波动小等特点。相比传统的局部高温有焰燃烧，低温燃烧要求小得多的炉膛空间，故平均炉温提高、辐射传热大大增强，热利用效率显著提高；非常重要的是它的污染物（NOx和CO等）排放几乎为零。
北京大学
2021-02-01
无焰燃烧冷凝锅炉
项目简介无焰燃烧是近二十年国际燃烧领域发展的一种最新的燃烧方式，它的另一个名称叫“温和低氧稀释”（MILD) 燃烧。 该燃烧是低氧、低温（900-1200℃）条件下的容积燃烧，具有无焰透亮、热流分布均匀、燃烧噪音小及温度波动小等特点。相比传统的局部高温有焰燃烧，低温燃烧要求小得多的炉膛空间，故平均炉温提高、辐射传热大大增强，热利用效率显著提高；非常重要的是它的污染物（NOx和CO等）排放几乎为零。应用范围传统锅炉中，排烟温度一般在160-250℃，使得燃料燃烧时产生的水在烟气中处于过热状态的水蒸汽，随烟气从烟囱中流失,炉热效率最高只能达到91%。而无焰燃烧冷凝锅炉把排烟温度降低到60℃左右，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热，热效率可达106%。同时在能量回收过程中，由于上述无焰燃烧降低了有害气体特别是氮氧化合物（<10 ppm）的排放，缓解了环境污染的问题。项目阶段 无焰燃烧冷凝锅炉采用北京大学-阿德莱德大学联合开发的世界领先的全预混MILD 燃烧技术，使气体燃料与空气在燃烧发生前百分之百地充分混合，减少完全燃烧需要的过剩空气，降低了空气的需求量，并提高了排放烟气的露点，使烟气更早进入冷凝阶段。知识产权 已申请相关专利。合作方式合作开发、技术转让、技术许可。
北京大学
2021-04-11
大型燃煤锅炉改造技术
西安交通大学
2021-04-10
锅炉脱硫增效剂
可以量产/n锅炉脱硫增效剂 一。项目简介： 本锅炉脱硫增效剂是针对我国大型电厂目前应用最多的石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统工程脱硫效率常常不能达标，武汉理工大学应用化学系经过深入理论研究，综合吸收国内外先进技术又结合我国锅炉燃料的特点，经过创新、改进，科学配方研制而成的一种锅炉高效脱硫、节能新产品。 本锅炉脱硫增效剂含多元酸碱、催化剂、活化剂及高效分散剂。本锅炉脱硫增效剂在多元碱土金属的络合、缓冲及碱土金属化合物纳米颗粒制备，固体表面改性，高浓度高活性稳定乳液体系的构建，在稳定配方体系的控制、稳
武汉理工大学
2021-01-12