[发明专利]一种电站锅炉炉膛结渣多区段实时监测方法

说明书

本发明公开了一种电站锅炉炉膛结渣多区段实时监测方法，通过在炉膛中增加热流计测点并采集锅炉实时运行参数、入炉煤质数据和锅炉炉膛结构及设计参数，按照建立好的结渣多区段计算步骤，推算出炉膛多个区段的实时结渣情况，为运行人员进行分区段吹灰提供参考。

技术领域

本发明涉及一种电站锅炉炉膛结渣多区段实时监测方法，特别是一种通过系统增加的测点以及锅炉已有的运行测点进行数据采集，根据进行事先建立好的计算步骤进行结渣污染计算，从而获得炉膛内实时结渣情况的监测方法。

背景技术

电站锅炉以煤炭等化石燃料作为能量来源的运行方式决定了其在运行过程中不可避免地会产生灰污染，而作为锅炉主要燃烧空间的炉膛，由于其内部火焰温度极高，通常超过了煤灰的灰熔点，导致了熔融状态的飞灰极易粘附在温度较低的水冷壁上形成极难去除的渣层，影响锅炉的传热性能，严重时可能会造成水冷壁温度过高，引起爆管停炉等严重事故。

由于炉膛内的温度极高且存在烟气中的飞灰冲刷等问题，故不能采用直接测量的方式进行监测，因而现阶段对于炉膛的结渣实时监测一直停留在研究阶段。通常电站锅炉通常采用定时定量的吹灰方式进行炉膛结渣的清除工作，但是缺乏直观的监测数据的问题会导致吹灰结渣吹灰不及时而传热效率下降，或者吹灰过于频繁而蒸汽浪费太多。

现有的文献中有提出通过声学或激光测温的方式间接监测炉膛内部的结渣情况，但是由于监测仪器的造价昂贵不易维护因此应用较少。目前较多采用的都是软测量方法，此类方法通过采集炉膛实时运行数据，根据建立好的计算模型推算结渣情况，但是由于锅炉运行情况多变，炉膛内传热机理复杂，因此软测量监测方法的准确性有待更多的实践验证。除此之外，由于锅炉容量的增加、炉膛空间的变大以及吹灰器的多点排布，传统炉膛结渣整体监测由于只能反应炉膛整体结渣情况而不能体现不同区段的结渣情况，已经无法满足电厂对锅炉炉膛进行分区段吹灰的需求，应用前景受到了限制。所以，开发出一种能够对炉膛进行多区段监测且结果较为准确的方法，显得极具意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明提供一种电站锅炉炉膛多区段实时监测方法，通过在炉膛水冷壁上多个区段布置热流计测量炉膛局部热流密度，并采集实时运行参数、入炉煤质数据和锅炉炉膛结构及设计参数，然后根据采集的数据计算出炉膛多区段的实时结渣程度。本监测方法实现了仪器测量和理论计算的有利结合，能够为运行人员进行炉膛分区段吹灰操作提供炉内多区段实时结渣情况的直观数据参考。

技术方案：为了实现上述目的，本发明以每个区段的水冷壁热有效系数作为反映炉膛结渣程度结渣监测指标，其越大表明水冷壁吸收辐射能力越强结渣较少，其越小表明水冷壁吸收辐射能力越差结渣较严重，方法主要包括以下步骤：

步骤1：将炉膛按照燃烧性质的区别分成三大区域主燃烧区A、燃尽区B和换热区C三大区域，其中主燃烧区A按照燃烧器层数分成a段，燃尽区B按照燃尽风层数分成b段，换热区C按照此区域的吹灰器层数分成c段，如附图2，此处a指燃烧器层数、b指燃尽风层数、c指换热区吹灰器的层数。

步骤2：通过在炉膛中布置热流计测点并采集锅炉实时运行参数、入炉煤质数据和锅炉炉膛结构及设计参数。

步骤3：计算燃料理论燃烧温度T_th、炉膛整体火焰综合黑度ε_syn、炉膛整体水冷壁热有效系数ψ_f和炉膛整体黑度为炉膛分区段辐射传热计算作准备。

步骤4：根据主燃烧区A布置的热流计测点及结渣计算方法，计算主燃烧区域A的a个区段结渣程度ψ_A1～ψ_Aa。

步骤5：根据燃尽区B布置的热流计测点及结渣计算方法，计算燃尽区域B的b个区段结渣程度ψ_B1～ψ_Bb。