[发明专利]一种锅炉吹灰优化系统及其优化方法

权利要求书

1.一种锅炉吹灰优化系统，其特征在于：包括DCS系统和监测系统，所述DCS系统和监测系统通讯连接，所述监测系统包括基于辐射方式的水冷壁积灰监测模块、基于对流方式的水平烟道换热面积灰监测模块和空气预热器积灰监测模块。

2.一种如权利要求1所述的锅炉吹灰优化系统的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）基于辐射方式的水冷壁积灰监测模块，建立基于辐射方式的水冷壁积灰监测模型；

2）基于对流方式的水平烟道换热面积灰监测模块，建立基于对流方式的水平烟道换热面积灰监测模型；

3）空气预热器积灰监测模块，建立基于差压计算的空气预热器积灰监测模型；

4）DCS系统采集监测的数据信息，对监测结果综合分析。

3.根据权利要求2所述的锅炉吹灰优化方法，其特征在于：所述步骤1）具体是，采用炉膛出口烟温作为主要参数间接监测炉膛污染，

根据古尔维奇计算关联式：

（1）

其中，为理论燃烧温度，℃；为玻尔兹曼常数5.67×，为炉膛黑度，是一个表示火焰有效辐射的假想黑度；为炉膛面积，为保热系数；为计算燃料量，t/h；为燃烧产物的平均热容，m^3/kg，M为表征炉膛火焰中心位置的参数；

因为：

（2）

其中x为炉膛平均角系数，为炉膛内平均污染系数；

根据（1）（2）式可以推导出：

（3）

为炉膛内平均污染系数，可表征炉膛的平均污染程度，值越大表示炉膛积灰结渣轻，炉膛换热效果好。

4.根据权利要求2所述的锅炉吹灰优化方法，其特征在于：所述步骤2）具体是，利用热平衡计算原理，在已知受热面出口烟温，工质侧进、出口参数的基础上，分别由工质侧和烟气侧的热平衡方程式（4）、（5），计算该受热面的进口烟温再根据传热方程（6），计算该工况下该受热面的实际传热系数Ksj；

(4)

(5)

(6)

(7)

以上各式中式中，h′为受热面进口蒸汽焓，kJ/kg；h″为受热面出口的蒸汽焓，kJ/kg；H′为受热面进口烟气焓，kJ/kg；H″为受热面出口烟气焓，kJ/kg；为减温水焓，kJ/kg；为计算燃料消耗量，kJ/h；为保热系数；为漏风系数；为理论冷空气焓，kJ/kg；Ksj是实际传热系数，；△t，传热温差，℃；A，计算对流受热面积，m²；

系统根据热力计算标准计算得到受热面理想传热系数，根据在线监测数据计算得到受热面实际传热系数Ksj，定义受热面的污染倍率CW为:

(8)

污染倍率的大小反映受热面的污染程度，越接近于1表明受热面越清洁，数值越大表明受热面积灰程度越严重。

5.根据权利要求2所述的锅炉吹灰优化方法，其特征在于：所述步骤3）具体是，根据流体力学基本原理，分析比较回转式空气预热器进出口烟气压差的变化，并对不同工况下的空预器差压折算到标准工况下，从烟气流动阻力的角度出发研究锅炉运行中空气预热器的积灰严重程度；

根据空预器前后差压通用表达式为:

(9)

其中z为通用阻力系数;w为空预器烟气量；

在煤质变化不大的情况，流过空气预热器的烟气量主要受锅炉负荷和烟气含氧量变化的影响,可以得出折算后空预器差压；

（10）

其中，、分别表示折算压差和实测压差，Pa；、分别表示标准状态下和实测的空预器出口烟气过量空气系数；、分表表示额定锅炉负荷和当时锅炉负荷，T/H；

在实时采集的热力参数中，锅炉负荷与机组负荷（MW)成正比，即，其中、分别表示额定负荷和实测负荷；而过量空气系数可以通过实测含氧量通过公式计算得来；

现定义实际折算差压与理想状态下折算差压为空预器换热面污染倍率，其计算公式为：

（11）

污染倍率的大小反映受热面的污染程度，越接近于1表明受热面越清洁，数值越大表明空预器受热面积灰程度越严重。