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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
超聲波作用下煤粉共振燃燒優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
技術(shù)的核心思想是適當(dāng)頻率的超聲波使煤粉達(dá)到共振，爐膛內(nèi)的煤粉達(dá)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(yīng)速度。 該方案成本低，易實(shí)現(xiàn)，具有極高的可行性和利用價(jià)值。目前，已取得北京華電杰德科技有限公司試驗(yàn)鑒定認(rèn)證，專(zhuān)利申請(qǐng)已被受理，保定熱電廠也對(duì)此表示了興趣，希望進(jìn)一步關(guān)注。 由于煤粉固有頻率的不確定性，將開(kāi)發(fā)一套PID自整定系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃燒，隨時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的輸出頻率。
詳細(xì)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(yīng)的頻率的超聲波，使絕大部分煤粉產(chǎn)生共振或振動(dòng)，從而提高煤粒的燃燒率，從而達(dá)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(shí)震掉煤粒表面的灰，可以使煤中可燃質(zhì)及時(shí)接觸高溫?zé)煔獬浞秩紵?、煤粉爐基本處于擴(kuò)散區(qū)或過(guò)渡區(qū)，煤粉共振使得煤粉與熱空氣的相對(duì)速度增加，即搞高了擴(kuò)散速度，故提高了化學(xué)反應(yīng)速度。3、煤粒共振減小煤粒粘結(jié)的幾率，擴(kuò)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(dòng)能，抑制了顆粒之間、顆粒與熱面之間的吸引力，可以減少結(jié)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(guò)程：1、對(duì)進(jìn)入爐子燃燒的煤粒進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)采樣；2、在數(shù)字煤粒固有頻率檢測(cè)裝置中實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)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(shí)時(shí)調(diào)整超聲波發(fā)生器的頻率和功率。 裝置特點(diǎn)：1、實(shí)時(shí)連續(xù)可測(cè)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(dòng)控制，基本免維護(hù)。 該試驗(yàn)裝置具有簡(jiǎn)單實(shí)用，基本免維護(hù)，對(duì)任何煤種，能測(cè)定其煤粒的固有頻率，實(shí)時(shí)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(dòng)，達(dá)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(shù)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(shù)改造。

作品圖片

  • 超聲波作用下煤粉共振燃燒優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  • 超聲波作用下煤粉共振燃燒優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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  • 超聲波作用下煤粉共振燃燒優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  • 超聲波作用下煤粉共振燃燒優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

本項(xiàng)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(xué)模型，并分析超聲波引發(fā)共振的技術(shù)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(xué)性、先進(jìn)性

技術(shù)說(shuō)明： （1）煤粉爐基本處于擴(kuò)散區(qū)或過(guò)渡區(qū)，煤粉共振使得煤粉與熱空氣的相對(duì)速度增加，即提高了擴(kuò)散速度，故提高了化學(xué)反應(yīng)速度。（2）煤粉共振減小煤粉粘結(jié)的幾率，擴(kuò)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(dòng)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(jié)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(shí)震掉煤粉表面的附著物，可以使煤中可燃質(zhì)及時(shí)接觸高溫?zé)煔獬浞秩紵? 參考文獻(xiàn)資料： [1]蘇聯(lián)B．∏．洛瑪金．煤粉制備[M].陳學(xué)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(guó)電力出版社，2007.19-26,32-48,169-219 [3]吳永生，方可人.熱工測(cè)量及儀表[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.39-57 [4]王海舟.爐渣分析[M].北京：科學(xué)出版社，2006

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)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(yàn)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(shí)能有效防止鍋爐結(jié)焦，降低熄火的幾率，提高鍋爐的穩(wěn)定系數(shù)。該方法簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)火力發(fā)電企業(yè)的燃燒系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行有重要意義，在電廠推廣后可實(shí)現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

作品所處階段

B中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

主動(dòng)許可

作品可展示的形式

√實(shí)物、產(chǎn)品 √模型 √圖紙 √現(xiàn)場(chǎng)演示 √圖片 √錄像 √樣品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

（1）超聲波技術(shù)在鍋爐燃燒上的使用尚屬未知領(lǐng)域，本項(xiàng)目創(chuàng)造性地將二者結(jié)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(shí)驗(yàn)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(shù)普適于大部分火力發(fā)電廠，范圍廣，潛力大。2010年底，我國(guó)火電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)7億KW，電煤需求達(dá)5億噸。若鍋爐的燃燒效率都能提高1%，經(jīng)濟(jì)節(jié)約至少在50億元上下；煙囪排污也會(huì)減少，社會(huì)效益自然不言而喻。 （3）目前，項(xiàng)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(guān)注；同時(shí)保定熱電廠也對(duì)此表示了很大的興趣，希望可以進(jìn)一步進(jìn)行接觸合作。

同類(lèi)課題研究水平概述

近幾年來(lái)，縱觀國(guó)內(nèi)外研究，鍋爐燃燒優(yōu)化一般都從以下幾個(gè)角度來(lái)研究問(wèn)題： 1.方法創(chuàng)新：(1) 利用間斷取樣法，所得結(jié)果應(yīng)用于平衡煤粉的分配。(2) 另一個(gè)改進(jìn)是新研制一種可指示灰中含碳量的儀器，實(shí)時(shí)修正。 2.硬件創(chuàng)新：(1) 煤粉鍋爐通過(guò)風(fēng)粉在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使燃燒器負(fù)荷均勻分配,從而使風(fēng)粉均勻混合，優(yōu)化燃燒。(2) 設(shè)計(jì)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(fù)荷穩(wěn)燃性及對(duì)煤種的適應(yīng)性。 3.軟件創(chuàng)新：把與決策有關(guān)的困難因子加權(quán)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)得分,從而評(píng)價(jià)各因素影響。 超聲波煤粉共振技術(shù)屬于硬件創(chuàng)新，角度較為獨(dú)特，目前超聲波的利用技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是在鍋爐燃燒上的使用尚屬未知領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)類(lèi)似的研究也幾乎沒(méi)有。
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