锅炉机组结渣预测方法新进展和应用

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1、锅炉机组结渣预测方法新进展和应用　　摘要：文章中提出了两种判别煤质结渣特性的综合指标：一种是锅炉机组结渣倾向判别法；另一种是模糊判别法，也就是灰色聚类方法。关键词：结渣；燃煤机组；模糊数学中图分类号：TK229.6文献标识码：A引言本文主要是针对现有的煤质结渣特性评价指标而展开的。这些结渣指数主要有：灰熔点、灰成分、灰粘度等方面的结渣指数，以及酸碱比（B/A）、硅铝比、铁钙比等等。通过对这些单一结渣指数进行研究分析，发现了它们普遍存在的不足：从国外直接移植而来，忽视我国煤质实际情况影响，因而分辨率比较低，评价准确性不

2、高，在电厂中难以准确合理的运用。在认识到现有结渣指数所存在的不足后，就须致力于分析其存在缺陷的原因，并通过研究分析最终提出解决问题的办法：提出一种或两种新的结渣特性评价指标，新提出的指标必须是从我国煤种实际情况出发，考虑更多更全面因素影响的、具有更高分辨率的综合性指标。研究的最终结果是在现有成熟理论基础上诞生的，且具有一定的先进性与可行性的。一、常规判别规则7迄今为止，各国已建立了为数众多的煤灰结渣性判别准则。它们大多可由煤质、灰质常规分析并通过一些简单的计算而获得判别结果，但是判别效果往往不够理想。对于同一煤种，当

3、使用不同的判别准则时，所得到的结果多是不一致的，有时甚至相差很悬殊。美国伯太尔—哥伦布实验室和电力研究所曾对常用的判别准则进行过严整。由美国、英国的131个大型电厂的煤质分析和锅炉运行调查表明，这些准则的判别符合性比较差，只有27%~53%。西安热工研究所在对我国煤种适用性的验证中，得到与上述类似的结论。在炉内结渣倾向作了等级划分时，煤灰熔融结渣指数的判别符合性为50%~60%；而煤灰成分结渣指数的判别符合性只有20%~40%。这是由于在有限型煤种试验中得出的，而同时引起结渣的原因较多，煤质特性只是因素之一。7除了煤

4、种本身的特性以外，炉内结渣的实际表现还与锅炉的结构设计特性和运行特性有关，是这三种特性因素综合影响的结果。煤种具有较弱的结渣性，而炉膛温度水平较高，同样可以引起炉内严重结渣；相反，煤种具有较强的结渣，而炉膛温度水平较低时，也未必会引起炉内严重结渣。因此，如在判别准则中，除煤灰判别指标外，还引入锅炉设计参数，构成复合判别准则，则判别效果可有不同程度的改善。对我国的煤种，炉内结渣倾向作3等级划分时，煤灰熔融特性复合判断准则的符合性为60%~80%；煤灰成分复合判别准则的符合性为50%~60%：而对炉内结渣倾向作2等级划分

5、的煤灰粘度复合判别准则的符合性则可达80%以上。二、锅炉机组结渣倾向判别法炉内结渣是一种非常复杂的现象，它有着多种因素交叉的影响。因此，在逐步要求数学化、定量化的同时，有意义的精确化能力便越低。精确性与模糊性的对立，始终是炉内结渣过程研究中存在着的一个矛盾。要求过分地精确，因带来过多的假设而使本来精确的概念反倒变得模糊；相反，适当采用模糊手段往往可以达到精确的目的。为此，西安热工研究所在研究改善炉内结渣的盘被效果时，引入模糊数学的概念和方法，建立了锅炉结渣倾向的综合判别模型。在正常的运行方式前提下，锅炉结渣倾向的由煤

6、灰结渣性和炉膛设计两方面因素决定的。三、模糊数学方法在电站锅炉的应用单指标评判和预测煤的结渣性准确率较低，难以满足实际需要。有必要找到一种能根据具体情况确定出不同指标的不同置信度的方法，以使判别结果更符合客观实际，因而产生了综合评判方法。煤的结渣程度由弱到强的变化是一个由量变到质变的过程，是一个模糊问题。模糊数学是用数学方法研究和处理具有“模糊性”现象的一门学科，因而能很好的评判煤的结渣倾向。3.1模糊综合评判7单一结渣特性判别指数分辨率低的一个重要原因是分割界限太明确，人为地把复杂的模糊性现象简单地处理成了清晰现象

7、，并且单一指标只能从某个方面因素判别其结渣程度。为了提高预报的可靠性，必须兼顾多种因素综合评判。综合评判是一种通过考虑不同因素表现出的不同作用而得到全面、合理结论的决策手段。这方面研究的共同点是选取一些常规结渣指标作为因素集，取用结渣程度“轻微”、“中等”、“严重”三级被择集作为评语集，并确定因素集中各因素的权重，进行单因素评判，最后按某一模型加以单级模糊综合评判，得到综合评判向量。按最大隶属度原则，判定该煤种的结渣程度等级。上述方法使用方便，在实践中得到广泛应用，取得较好的效果。选择具有较高准确度的评判指标，在合理

8、选择隶属函数和权重集的基础上，能够最大程度地减少人为因素的影响，使判别结果更准确。其关键在于从实际情况出发，建立合适的隶属函数和权重集。3.2聚类分析灰色聚类方法是基于模糊数学的方法之一，是以灰色统计为基础，将聚类对象对不同聚类指标所拥有的白化数按几个灰类进行归纳整理，从而判断聚类对象属于哪一类的灰色统计方法。浙江大学曹欣玉等人在分析单一结渣判