一种火力发电厂烟气成分测量方法及测量系统

摘要

本发明公开了一种火力发电厂烟气成分测量方法及测量系统，包括如下步骤：1)取两个烟道截面，在两个烟道截面上划分相同的网格；2)测量一个烟道截面的网格交点处的烟气成分，测量另一个烟道截面的网格交点处的烟气流速；3)计算一个采样时间的烟气成分的各测点的速度加权平均值，得该采样时间内烟气中各成分的含量；4)将采样周期内各采样时间下烟气成分的各测点的速度加权平均值进行算术平均计算，即得该测量周期内实际烟气成分。本发明中利用烟气成分的速度加权平均值，有效避免了在烟道中烟气流速不均匀造成的烟气成分测量的偏差，使测量结果更加准确。

权利要求

1.一种火力发电厂烟气成分测量方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

1)取两个烟道截面，在两个烟道截面上划分相同的网格，网格上包括n×m个交点；

2)测量一个烟道截面的网格交点处的烟气中某一成分的成分Oij，测量另一个烟道截面的网格交点处的烟气流速vij；

3)计算一个采样时间tp的烟气成分的各测点的速度加权平均值，即为该采样时间内的烟气中该成分的含量，计算公式为：

4)将采样周期内各采样时间下烟气成分的各测点的速度加权平均值进行算术平均计算，即得该测量周期内实际烟气成分，计算公式为：k为采样时间的个数。

2.根据权利要求1所述的火力发电厂烟气成分测量方法，其特征在于：步骤2)中，在上游烟道截面测量每一网格交点处烟气中每一成分的含量；在下游烟道截面测量每一网格交点处烟气的流速。

3.根据权利要求1所述的火力发电厂烟气成分测量方法，其特征在于：烟气成分的记录周期与烟气流速的记录周期一致。

4.根据权利要求1所述的火力发电厂烟气成分测量方法，其特征在于：使用烟气分析仪实时测量并记录烟气的成分。

5.根据权利要求4所述的火力发电厂烟气成分测量方法，其特征在于：使用风速仪实时测量并记录烟气的流速。

6.根据权利要求1所述的火力发电厂烟气成分测量方法，其特征在于：两个烟道截面之间的距离为2m以上。

说明书

一种火力发电厂烟气成分测量方法及测量系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种火力发电厂烟气成分测量方法及测量系统。

背景技术

[0002] 我国的能源构成以煤炭为主，火电厂以煤作为主要燃料进行发电，燃料燃烧后的产物是烟气和灰渣，其中，烟气是一种混合气体，当燃料完全燃烧时，烟气中含有以下成分：1)当碳和硫完全燃烧时的生成物是CO2和SO2；2)燃料和空气中的氮气；3)过量空气中未被利用的氧气；4)氢燃烧生成的、空气带入的以及燃料所含水分蒸发而成的水蒸汽；5)在不完全燃烧时，还会有未燃尽的CO、CH4及H2等，一般CH4和H2的量很少，可忽略。烟气成分(O2、RO2、CO、NOx、SO2)对计算锅炉效率非常重要，但随着机组容量增大，烟道截面积随之增大，烟气分层现象突出，不同测点烟气流速也有较大差异，精确测量并不容易，目前一般采用等截面法将矩形截面划分网格后测量网格交点烟气成分算术平均后得出烟气成分，这忽略了烟道中烟气流速不均匀带来的偏差。

发明内容

[0003] 本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种火力发电厂烟气成分测量方法及测量系统，采用此方法对烟气成分进行取样分析，可以综合考虑烟道中烟气流速不均匀的情况，使得测量结果更加准确。

[0004] 为了解决以上技术问题，本发明得技术方案为：

[0005] 一种烟气成分的速度加权平均计算方法在测量火力发电厂烟气成分中的应用。

[0006] 一种火力发电厂烟气成分测量方法，包括如下步骤：

[0007] 1)取两个烟道截面，在两个烟道截面上划分相同的网格；

[0008] 2)测量一个烟道截面的网格交点处的烟气成分，测量另一个烟道截面的网格交点处的烟气流速；

[0009] 3)计算一个采样时间的烟气成分的各测点的速度加权平均值，得该采样时间内烟气中各成分的含量；

[0010] 4)将采样周期内各采样时间下烟气成分的各测点的速度加权平均值进行算术平均计算，即得该测量周期内实际烟气成分。

[0011] 优选的，所述火力发电厂烟气成分测量方法，具体包括如下步骤：

[0012] 1)取两个烟道截面，依据网格法在两个烟道截面上划分相同的网格，网格上包括n×m个交点；

[0013] 2)测量一个烟道截面的网格交点处的烟气中某一成分Oij，测量另一个烟道截面的网格交点处的烟气流速vij；

[0014] 3)计算一个采样时间tp的烟气成分的各测点的速度加权平均值，即为该采样时间内的烟气中该成分的含量，计算公式为：

[0015]

[0016] 4)将采样周期内各采样时间下烟气成分的各测点的速度加权平均值进行算术平均计算，即得该测量周期内实际烟气成分，计算公式为：

[0017] k为采样时间的个数。

[0018] 优选的，步骤2)中，在上游烟道截面测量每一网格交点处烟气中每一成分的含量；在下游烟道截面测量每一网格交点处烟气的流速。烟气分析仪测量烟气成分有一定延迟，风速仪测量烟气流速没有延迟，要在上游烟道测量烟气成分，在下游烟道截面测量烟气流速，可以使烟气成分的测量与流速测量同步。

[0019] 优选的，烟气成分的记录周期与烟气流速的记录周期一致。这样可以更好地对应某测量点的烟气成分和烟气的流速，有效避免了同一测量点的烟气成分与烟气流速不对应情况的发生。

[0020] 进一步优选的，使用烟气分析仪实时测量并记录烟气的成分。

[0021] 进一步优选的，使用风速仪实时测量并记录烟气的流速。

[0022] 优选的，两个烟道截面之间的距离为2m以上。可以有效避免上游测量对下游测量造成的影响。

[0023] 一种火力发电厂烟气成分的测量系统，包括在一个烟道截面分布的若干烟气分析仪和在烟气下游另一个烟道截面分布的若干风速仪，若干烟气分析仪的位置分布与若干风速仪的位置分布相同。

[0024] 优选的，所述烟气分析仪和风速仪在烟道截面上均匀分布。测得的数据更能反映烟气在烟道中的含量及流速的分布情况，有效较少偏差。

[0025] 本发明的有益技术效果为：

[0026] 1、本发明中利用烟气成分的速度加权平均值，有效避免了在烟道中烟气流速不均匀造 成的烟气成分测量的偏差，使测量结果更加准确，可以精确测量烟气成分，进而正确评价锅炉的热效率和燃烧污染物的排放情况(NOX、SO2)；

[0027] 2、对烟道截面进行合理划分并且只测定烟气成分或烟气流速，使得测量过程容易操作，测量结果重现性良好；

[0028] 3、合理安排了两个烟道截面之间的距离，有效避免了上游测量对下游测量造成的影响，使测量结果更加准确；

具体实施方式

[0029] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

[0030] 实施例1

[0031] 火力发电厂烟气成分测量方法，具体包括如下步骤：

[0032] 1)取两个烟道截面，在两个烟道截面上划分相同的网格，网格上包括3×4个交点，则m＝4，n＝3；

[0033] 2)测量上游烟道截面的网格交点处的烟气中氧气的成分O2(％)为2.7、2.2、2.5、3.1、3.0、3.3、3.6、4.1、2.7、2.5、2.0、2.6，测量下游烟道截面的网格交点处的烟气流速v(m/s)为7.1、7.7、7.1、6.5、10.2、4.4、4.8、9.2、9.9、7.5、8.0、6.9；

[0034] 3)将以上各数值代入该计算公式(1)中，计算得采样时间下速度加权平均后的O2含量为2.84；

[0035]

[0036] 4)将各采集时间下O2含量的速度加权平均值进行算术平均值计算(根据计算公式(2))，得到该电厂测量周期内实际的烟气成分：

[0037] k为采样时间的个数。

[0038] 与之相对应的火力发电厂烟气成分的测量系统，包括在一个烟道截面分布的3×4个烟气分析仪和在另一个烟道截面分布的3×4个风速仪，烟气分析仪的位置分布与风速仪的位置分布相同。

[0039] 实施例2

[0040] 一种火力发电厂烟气成分的测量系统，包括在一个烟道截面分布的4×4个烟气分析仪 和在下游另一个烟道截面分布的4×4个风速仪，烟气分析仪的位置分布与风速仪的位置对应分布。

[0041] 烟气分析仪和风速仪的个数也可以为其他的个数，如4×5个、4×6个等，烟气分析仪和风速仪在烟道截面上均匀分布。

[0042] 上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。