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

1、火電機組鍋爐由于大多采用煤炭作為燃料，運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渣，導致受熱面?zhèn)鳠嵝阅芙档?、排煙溫度上升、鍋爐效率下降，甚至會引起管壁腐蝕和爆管停爐等嚴重安全事故。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致吹灰頻繁而使蒸汽損耗過大，或導致吹灰不及時而使受熱面?zhèn)鳠嵝食掷m(xù)降低，因此如何實現(xiàn)受熱面灰污的實時監(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)測模型實現(xiàn)灰污實時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結果制定吹灰優(yōu)化策略，從而能夠解決現(xiàn)階段火電機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，根據(jù)各受熱面?zhèn)鳠崮Ｐ筒⒔Y合熱平衡原理推導污染率計算流程，從而建立各受熱面的灰污實時監(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)，在變負荷傳熱模型中引入集總參數(shù)動態(tài)模型以修正變負荷的影響;爐膛結渣污染監(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;三分倉回轉式空預器積灰分段監(jiān)測模型以空預器利用系數(shù)為污染率特征參數(shù)，能夠進行空預器熱、冷分段積灰實時監(jiān)測，解決了現(xiàn)有方法只能進行三分倉回轉式空預器整體監(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)，并結合鍋爐實際運行的安全性，其中

4、臨界污染率計算模型以吹掃時間不變?yōu)榍疤幔鶕?jù)運行損失最小原則建立。
　　根據(jù)已建立的不同受熱面灰污實時監(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)進行計算驗證，結果表明:(1)穩(wěn)定負荷下的對流及半輻射受熱面積灰監(jiān)測模型、爐膛結渣污染監(jiān)測模型和三分倉回轉式空預器積灰分段監(jiān)測模型的污染率計算結果與實際灰污染程度相符，所建模型能夠滿足灰污實時監(jiān)測的要求;(2)快速變負荷下的對流及半輻射受熱面積灰監(jiān)測模型和爐膛結

5、渣污染監(jiān)測模型污染率計算結果振蕩較大與實際灰污染程度有所偏離，經(jīng)分析認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)間隔不合理導致，而所建立的三分倉回轉式空預器積灰分段監(jiān)測模型并不適用于變負荷工況;(3)由于變負荷工況占總運行時間比例較小且此工況下不進行吹灰操作，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時監(jiān)測的要求;(4)在常運行負荷下，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