燃煤电厂锅炉清灰系统优化及智能控制技术-山西蓝天.docx

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1、燃煤电厂锅炉清灰系统优化及智能控制技术目前，我国300MW以上的燃煤发电机组近千台，目前绝大多数仍采用传统的吹灰技术。改变原有的“定时定量”吹灰、优化吹灰运行的需求越来越受到大多数电厂的重视。如何在煤种变化、机组负荷变化频率和幅度都可能较大条件下准确监测受热面污染以及如何在污染程度、运行参数可调节性、机组安全、经济因素等强耦合条件下进行吹灰控制启动的判定是是实现智能吹灰面对的难题问题。龙源技术解决这一问题的关键技术路线如下：1煤质及运行参数在线软测量电站锅炉入炉煤成分的监测存在着严重的滞后和采样误差，这就为智能吹灰优化模型实现实时在线计算分析造成了巨大困难。龙源技术研

2、究通过可靠运行数据，采用能量平衡原理、回归分析与数据拟合相结合的技术路线，建立了“煤质工业成分”实时在线计算模型，解决入炉煤质化验数据滞后导致的吹灰优化模型计算偏差问题。（1）煤粉水分：计算主要依据的是磨煤机系统中的能量平衡和质量平衡原理，因此能得到较为准确的原煤水分信息。（2）低位发热量：燃煤的低位发热量利用锅炉总热量与给煤量来计算。煤的低位发热量计算误差一般优于3%，存在堵煤和漏粉情况例外。（3）煤粉灰分根据线性回归分析原理和数据融合技术，基于超过50种火电厂常用煤质，可近似得到燃煤水分、灰分与低位发热量之间的关系式，即可求得燃煤的灰分。（4）烟气含氧量：通过研究

3、国内外400多种煤质数据，分析锅炉热量、风量、氧量三者内在约束关系。通过计算锅炉热量并标定风量等参数，针对锅炉变负荷情况，对氧量热量进行动态补偿，从而确定烟气含氧量。（5）再热蒸汽流量：对常规的热平衡公式进行了简化，经过修正获得再热蒸汽流量的稳态计算公式。弗留格尔公式作为目前存在的再热蒸汽流量计算方法中能够获得精度较高的动态再热蒸汽流量的计算公式。通过在不同频段从不同的公式中挑选信息，实现了两方法间的优势互补，获得了同时具有实时性和精确性的再热蒸汽流量的计算公式。（6）受热面工质侧进出口压力：采用压降比例法，在锅炉实际运行过程中，可以实时得到每个受热面工质侧的进出口压

4、降，然后从各系统起始受热面开始计算，分别得到各受热面工作的进、出口压力值。2受热面污染监测及动态补偿受热面污染监测是智能吹灰控制系统“眼睛”，其主要功能是监测受热面灰污层增长速度与强度，量化出被监测受热面积灰结渣层厚度对受热面传热的影响幅度。受热面积灰结渣后最为明显的特征有两点：第一，管内工质吸热量减少造成传热温压增大，现场运行参数变化体现在受热面出口烟温增加，排烟温度升高；第二，积灰导致烟气流通面积减少，使烟气通过受热面的压降幅度增加，现场运行参数变化体现在受热面进出口烟气静压差增大。龙源技术根据受热面不同结构和传热特性，针对燃煤锅炉过热器、再热器、省煤器及回转式空

5、气预热器，统一采用“清洁因子”表示受热面的灰污状况。受热面的污染监测算法能够适用于稳态传热状况，在机组工况稳定的情况下能够清晰指示灰污增长与减弱趋势。但是，当机组快速升降负荷，或入炉煤质、磨煤机投运方式发生变化造成相关参数波动时，则容易出现计算结果波动增大和趋势失真状况，无法准确反映受热面的真实污染状况。针对此问题，我们增加动态补偿环节，以弥补锅炉动态过程中的计算失真问题。对清洁因子计算产生干扰参数提取其动态特性，并将这些特性叠加到理想换热系数上得到补偿后的理想换热系数。由此可以实现对干扰信号的快速剔除，保证变工况下清洁因子曲线不失真，增强监测效果，由此拓宽了受热面污

6、染监测的工况适用度，真正实现全工况下的受热面污染在线监测。3受热面吹灰模型及优化控制策略电站锅炉受热面吹灰优化控制模型的实质是吹灰投入的判定。总体来说，影响机组最终优化吹灰策略制定的因素主要包括：避免受热面长期超温造成爆管的危险、锅炉效率的提高、吹灰造成的管道寿命的减损、主/再热蒸汽温度的控制，以及影响机组经济性的炉内关键点温度的优化等。优化控制模型的关键就在如何能将各种影响吹灰策略的因素糅合到一起，建立一个综合考虑锅炉效率、安全性、可靠性、管道寿命和机组维护的吹灰方案。由于吹灰相关因素的不确定性、复杂性和耦合性，我们建立了基于模糊逻辑控制的电站锅炉优化吹灰模型。根据

7、锅炉不同区域受热面的污染状况、主/再热蒸汽温度、减温水流量、炉膛出口烟气温度、排烟温度等吹灰相关影响因素和机组运行情况，通过经济性分析，并结合现场吹灰热态试验和电厂运行经验，建立吹灰控制系统与执行机构的直接链接，最终实现吹灰操作的闭环控制。锅炉清灰系统优化及智能控制技术应用不仅可以将受热面污染程度进行量化和“可视化”，优化吹灰器投运区域与频率，缓解管壁金属超温现象，不仅能够实现提高锅炉效率、协调汽温控制、延长管道寿命等明显的经济效益，而且积极响应了国家节能降耗的环保政策，具有非常重要的社会意义。龙源技术在锅炉清灰系统优化及智能控制技术方面积累的丰富的