[发明专利]一种锅炉吹灰优化系统及其优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉吹灰技术领域，特别涉及一种锅炉吹灰优化系统及其优化方法。

背景技术

在国家政策对节能减排要求日益提高的今天，各发电企业面对煤炭价格持续上涨、排放指标更加严苛等多重压力，盈利空间被不断压缩，因此不断挖潜增效成为我们迫切的需求。锅炉作为电厂能量损失的大户，在运行调整中提高其热效率、降低发电煤耗成为提高企业经济效益的重要手段。

锅炉受热面积灰结渣，不仅会降低传热效率，造成排烟热损失增大，还会对受热面造成腐蚀，降低设备使用寿命，极大的影响了机组安全经济运行，为此运行中必须对受热面的灰污进行有效清理。但是，由于吹灰蒸汽品质差、吹灰系统故障或者吹灰方式不当等诸多原因，空预器严重堵塞造成机组被迫停运、吹灰器故障吹漏水冷壁造成事故停炉等事故屡有发生，炉膛受热面吹灰方式亟待优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锅炉吹灰优化系统及其优化方法，利用已有DCS系统采集的数据，建立不同传热方式下的积灰监测分析模型，通过数据分析结果指导吹灰器优化运行方式，对现行吹会方式进行定量分析，提出改进方案，力争以最少的吹灰成本取得最多的收益，最终达到节能降耗、提高机组安全性、经济性的目的，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种锅炉吹灰优化系统，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。

一种锅炉吹灰优化系统的优化方法，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。

优选的，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。

优选的，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；

优选的，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