[发明专利]一种燃煤锅炉高温对流受热面沾污结渣预警系统及方法

说明书

一种燃煤锅炉高温对流受热面沾污结渣预警系统及方法，包括若干烟气压力测量装置、烟气差压信号收集器、数据处理模块和预警发布系统；其中，若干烟气压力测量装置均匀布置在后屏过热器、末级过热器和末级再热器之间，若干烟气压力测量装置与烟气差压信号收集器相连，烟气差压信号收集器与数据处理模块相连；数据处理模块连接有煤成分数据库；数据处理模块与预警发布系统相连。本发明能够实时测量燃煤锅炉高温对流受热面进出口烟气差压以监测高温对流受热面沾污结渣引起的堵塞情况，并基于入炉混煤的煤质化验数据提前预判高温对流受热面沾污结渣风险。本发明投资成本较低，具有较高的实用价值。

技术领域

本发明属于燃煤锅炉技术领域，具体涉及一种燃煤锅炉高温对流受热面沾污结渣预警系统及方法。

背景技术

燃煤锅炉高温对流受热面沾污结渣问题是影响锅炉运行安全重要因素之一。锅炉高温对流受热面表面若发生沾污结渣问题，严重时会引起搭桥，堵塞烟气通道，形成“烟气走廊”。由于受热面受烟气飞灰磨损程度与烟气流速的三次方成正比关系，沾污结渣问题导致的“烟气走廊”会急剧增大局部烟气流速，进而对受热面管造成严重的磨损。锅炉运行期间，若未及时发现并处理高温对流受热面沾污结渣问题，受热面管会因飞灰磨损逐渐减薄，减薄到一定程度会发生泄漏事故。例如，2019年5月15日，某电厂掺烧高碱金属含量的进口煤种时，#1锅炉和#4锅炉高温再热器管屏均出现挂渣现象，最终#1锅炉高温再热器的烟气差压增加到3000Pa左右，导致高温再热器管发生泄漏问题。某电厂#1锅炉在2020年2月因掺烧高钠印尼煤，烟道各部差压较2020年1月增大约100Pa，停机期间检查发现高温再热器上部约一半高度结焦严重。综述可以看出，采取措施加以防范锅炉高温对流受热面严重沾污结渣问题，对保障锅炉运行安全十分必要。

中国专利CN103604132A借助烟气压力采集装置等实时监测计算对流受热面的积灰厚度，将此积灰厚度与临界积灰厚度进行比较，若积灰厚度大于等于临界积灰厚度，则输出吹灰控制信号，实现对流受热面的积灰智能监测和控制。该方法依据需要配置大量测量仪器，投资成本较大，且锅炉对流受热面工作环境复杂，计算值可能与实际有一定偏差。

中国专利CN112283689A根据管壁内水和水蒸气吸热量的变化的灰污特征参数判断对流受热面积灰状况。但如上述可知，对于高温对流受热面而言，发生挂渣搭桥之前，对流受热面换热情况未必有明显恶化现象，通过蒸汽参数变化等难以监测高温对流受热面实际沾污结渣问题，因此通过吸热量的变化计算得出的灰污特征参数并不能及时发现高温对流受热面沾污结渣引起的搭桥现象。中国专利CN112283689A更适用于低温再热器和低温过热器等低温对流受热面的积灰情况监测。由于沾污结渣形成的搭桥现象会直接引起受热面进出口差压变化，需要通过监测高温对流受热面进出口差压变化，以及时发现严重沾污结渣问题。

除此之外，如上述提到的案例，高温对流受热面沾污结渣现象受到入炉煤质的直接影响，这主要是由于碱金属、碱土金属的氯合物和硫化物(如NaCl、Na₂SO₄、MgCl₂、CaCl₂等)的熔点大概在700～850℃，刚好在锅炉水平烟道的烟气温度区间内。因此，当煤中的碱金属、碱土金属含量偏高时，末级过热器、末级再热器等高温对流受热面极易发生沾污结渣问题。由此可见，开发一种充分利用煤灰成分分析数据的燃煤锅炉高温对流受热面沾污结渣预警系统具有很大的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃煤锅炉高温对流受热面沾污结渣预警系统及方法，以让机组运行人员及时掌握燃煤锅炉高温对流受热面沾污结渣情况，避免高温对流受热面严重沾污结渣影响锅炉安全运行。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种燃煤锅炉高温对流受热面沾污结渣预警系统，包括烟气压力测量装置、烟气差压信号收集器、数据处理模块和预警发布系统；