[其他]燃燒系統

在審

• 申請號: 101985000001184
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101184B
• 公開（公告）日: 1988-11-30
• 發明（設計）人: 相馬憲一;嵐紀夫;小豆畑茂;楢戶清;稻田徹;小林信;大馨象;菱沼孝夫
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉暉;郁玉成

本發明涉及一種帶燃燒器的燃燒系統，該系統包括一個焚燒從燃燒器噴進爐中的燃料和空氣并產生火焰的爐子。還包括用來測定燃料焚燒情況的燃燒情況測定裝置，該裝置利用收集火焰中某一點的火焰光和使該點移動的方法，對跨越不同火焰層區域中的燃燒情況加以測定。按照燃燒情況，測定裝置發回的信號來監測或控制火焰，并用以控制爐子的廢物排出控制裝置，以控制由于焚燒燃料所產生的廢棄排出物。火焰燃燒情況可以藉監測火焰而得到迅速和高度準確的控制。

本發明涉及一種適用于燒煤粉鍋爐的燃燒系統，用來監測和控制煤粉燃燒產生的火焰，或用來控制鍋爐上的廢氣處理裝置。

一般來說，在控制鍋爐中燃料燃燒所成的火焰方面，至目前為止的習慣作法是這樣的：首先分析廢氣中的各種成份，然后按照分析結果，向鍋爐控制裝置發出控制信號。

例如，假定需要測定廢氣中各種氧化氮氣體（今后稱這些化合物為NO_X）的濃度，為達到這一目的，迄今為止的慣用作法是把燃燒生成的廢氣自煙道引向各種NO_X分析儀表，以測定NO_X的濃度。當不可能直接把廢氣引到測量儀表時，就用像是皮下注射針管似的取樣抽出器來從煙道中抽取廢氣的樣品，然后將采集的樣品送進NO_X測量儀表的樣品進口，以確定NO_X的濃度。

不管使用哪一種方法，都需采集廢氣樣品和分析樣品，并根據分析結果來產生控制信號，以對鍋爐排出的廢物成分實行控制，除NO_X之外，一氧化碳氣、氧氣和亞硫酸氣體也都是廢氣中有害成分，同樣需要加以監測，這些氣體也曾使用通過分析來自煙道廢氣的方法加以控制，并根據分析結果，產生各個控制信號，但是這個方法有其缺點，即由于廢氣是自煙道引到各個測量儀表的，若是燃燒情況發生突然變化，如何應付這種變化是困難的，當火焰變得不穩定而懸浮在燃燒咀之上時，這種突然變化是可能發生的。

燒煤粉鍋爐的另一個應當解決的問題是如何減少灰中未燒完的殘余煤量問題，這個問題是很重要的，因為從保護環境免遭污染和節約能源的觀點來看，這樣作都是必要的。若火焰是由于焚燒煤粉而形成的，則有必要藉監測火焰以對之實施控制，以保持燃燒在高效率情況下進行，要求盡力減少灰中未燒完的煤的殘余量。為了測定灰中未燒完的煤的殘余量，迄今慣用的方法是直接從煙道中采集飛灰，稱出預定數量的灰重，然后使這一個灰抽樣在氧氣中完全燃燒，方法是加熱灰抽樣，每分鐘提高溫度為10-20攝氏度，直到提高到850攝氏度以充分進行燃燒，然后，再一次稱量此灰抽樣的重量，這樣，灰中未燒完的煤量等于第一次稱的、在完全燃燒前的灰抽樣的重量減去第二次稱的、經完全燃燒后的灰抽樣的重量。這一過程是又麻煩又費時間的，因為其中要有很多步驟，要用天平和其他儀器指示差分熱量，這種情況使得即時對火焰實施快速連機控制成為不可能;這也就是說，不可能反饋測得的灰中煤量的信息，以進行及時控制操作，這樣，也就使得這種方法不可能應付燃燒發生突然變化的情況。

如上所述先有技術的方法是打算有效地控制煤粉燃燒產生的火焰，依靠在爐子出口處收集廢氣或飛灰并對其進行分析的方法。因此這種方法不可能使其具有必要措施以應付燃燒情況的突然變化。由于這種情況，于是有人就想到對火焰本身進行觀測，以求對火焰實行盡可能準確的控制。更具體地說，有可能采用這樣一種方法，在該方法中，根據燃燒器噴火口附近的氣體濃度分布和溫度分布情況來控制燃燒情況，以保持火焰經常處于最佳的燃燒狀態。通常，燃燒器噴火口附近一帶的氣體濃度分布情況可用插在火焰中的一個抽樣探針來抽取氣體樣品，以供試驗;溫度分布情況也可用插在火焰中的熱電偶來測定。但是這些方法很難得到精確的測量結果，因為探針使火焰受到干擾。在抽取樣品以測定各種氣體濃度分布時，在每個抽樣探針中的各種氣體成分會彼此發生化學反應，（例如，2CO+O₂→2CO₂），結果使得精確測定各種氣體分布情況成為不可能。在測定溫度分布時，也會遇到困難，因為由于爐壁的熱輻射和火焰本身的溫度變化都能使溫度發生改變。總而言之，人們認為用先有技術的方法來精確測定燃燒情況是十分困難的，因為這種方法依靠燃燒器噴火口附近各種氣體濃度分布和爐中溫度分布情況的信息。