火電機(jī)組鍋爐受熱面灰污實(shí)時監(jiān)測模型及吹灰優(yōu)化策略研究.pdf

1、火電機(jī)組鍋爐由于大多采用煤炭作為燃料，運(yùn)行過程中不可避免的會產(chǎn)生灰污沉積在受熱面的表面并形成積灰和結(jié)渣，導(dǎo)致受熱面?zhèn)鳠嵝阅芙档汀⑴艧煖囟壬仙?、鍋爐效率下降，甚至?xí)鸸鼙诟g和爆管停爐等嚴(yán)重安全事故。吹灰是有效清除受熱面灰污的有效方式，但目前大多數(shù)電廠定時定量的吹灰方式會導(dǎo)致吹灰頻繁而使蒸汽損耗過大，或?qū)е麓祷也患皶r而使受熱面?zhèn)鳠嵝食掷m(xù)降低，因此如何實(shí)現(xiàn)受熱面灰污的實(shí)時監(jiān)控以及吹灰優(yōu)化方案的制定，成為現(xiàn)階段電廠落實(shí)節(jié)能減排方針的重要研

2、究課題。本文通過建立各受熱面的灰污監(jiān)測模型實(shí)現(xiàn)灰污實(shí)時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果制定吹灰優(yōu)化策略，從而能夠解決現(xiàn)階段火電機(jī)組鍋爐受熱面灰污處理的問題。
　　本文定義污染率作為各受熱面的灰污監(jiān)測指標(biāo)，根據(jù)各受熱面?zhèn)鳠崮Ｐ筒⒔Y(jié)合熱平衡原理推導(dǎo)污染率計算流程，從而建立各受熱面的灰污實(shí)時監(jiān)測模型。其中對流及半輻射受熱面積灰監(jiān)測模型以傳熱系數(shù)為污染率特征參數(shù)，在變負(fù)荷傳熱模型中引入集總參數(shù)動態(tài)模型以修正變負(fù)荷的影響;爐膛結(jié)渣污染監(jiān)測模型以水冷壁熱

3、有效系數(shù)為污染率特征參數(shù)，輻射傳熱模型中考慮了爐膛火焰輻射能在傳遞過程中的減弱，針對現(xiàn)有爐膛出口煙溫推算缺乏實(shí)時性的問題，提出一種將爐膛及半輻射受熱面?zhèn)鳠嵊嬎懵?lián)合起來求解爐膛出口煙溫以及爐膛污染率的方法;三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器積灰分段監(jiān)測模型以空預(yù)器利用系數(shù)為污染率特征參數(shù)，能夠進(jìn)行空預(yù)器熱、冷分段積灰實(shí)時監(jiān)測，解決了現(xiàn)有方法只能進(jìn)行三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器整體監(jiān)測的問題。吹灰策略的制定以臨界污染率為主要判定依據(jù)，并結(jié)合鍋爐實(shí)際運(yùn)行的安全性，其中

4、臨界污染率計算模型以吹掃時間不變?yōu)榍疤?，根?jù)運(yùn)行損失最小原則建立。
　　根據(jù)已建立的不同受熱面灰污實(shí)時監(jiān)測模型以及鍋爐整體吹灰優(yōu)化策略，本文利用采集的鍋爐DCS系統(tǒng)離線數(shù)據(jù)進(jìn)行計算驗(yàn)證，結(jié)果表明:(1)穩(wěn)定負(fù)荷下的對流及半輻射受熱面積灰監(jiān)測模型、爐膛結(jié)渣污染監(jiān)測模型和三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器積灰分段監(jiān)測模型的污染率計算結(jié)果與實(shí)際灰污染程度相符，所建模型能夠滿足灰污實(shí)時監(jiān)測的要求;(2)快速變負(fù)荷下的對流及半輻射受熱面積灰監(jiān)測模型和爐膛結(jié)

5、渣污染監(jiān)測模型污染率計算結(jié)果振蕩較大與實(shí)際灰污染程度有所偏離，經(jīng)分析認(rèn)為由于已引入集總參數(shù)動態(tài)模型加以修正，誤差主要由于采集數(shù)據(jù)間隔不合理導(dǎo)致，而所建立的三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器積灰分段監(jiān)測模型并不適用于變負(fù)荷工況;(3)由于變負(fù)荷工況占總運(yùn)行時間比例較小且此工況下不進(jìn)行吹灰操作，因此總體來說本文所建立受熱面灰污監(jiān)測模型基本能夠滿足灰污實(shí)時監(jiān)測的要求;(4)在常運(yùn)行負(fù)荷下，本文研究對象鍋爐的低溫過熱器最易積灰，而屏式過熱器最不易積灰，建立鍋爐