[发明专利]一种基于红外测温及数值计算的锅炉炉膛优化吹灰系统

说明书

本发明涉及一种基于红外测温及数值计算的锅炉炉膛优化吹灰系统，包括：炉膛烟气温度采集系统，用于实时采集不同灰污结渣状态下炉膛内烟气温度数据；中央处理系统，用于将所述温度数据输入到预先建立的炉膛温度场重构模型中，获得实时炉膛内三维温度分布场；根据获得的炉膛内三维温度场，通过炉膛分区段热力计算模型，计算得到炉膛内各个区段实时热有效系数；基于最大收益原则，输出各区段的吹灰信号；吹灰器，用于接收所述中央处理系统输出的吹灰信号，执行相应的吹灰动作。本发明帮助现场运行人员判断炉膛不同区域位置吹灰时机。

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种基于红外测温及数值计算的锅炉炉膛优化吹灰系统。

背景技术

大型燃煤电站锅炉炉膛作为燃料煤的主要燃烧空间，中心区域温度可以达到1500℃～1800℃，由于该温度下煤中灰的各个组分基本均处于熔融状态，在炉膛内燃烧组织较差的情况下，没有被充分降温的熔融状态下的灰颗粒，极易在温度较低的炉膛水冷壁上粘附，从而造成炉膛水冷壁结渣现象的发生，并且会随着运行时间的增加形成越来越厚的渣层。清理不及时将导致锅炉炉膛水冷壁传热性能下降吸热量减少，炉膛出口烟气温度升高，锅炉效率降低，严重时可能发生锅炉掉焦灭火现象的发生，从而引发锅炉安全事故造成较大经济损失。

目前，国内煤炭价格居高不下，配煤掺烧甚至改烧劣质煤，是国内燃煤电厂提高经济效益的主要手段，这将加剧炉膛结渣现象的发生。现今大型燃煤电站锅炉一般采用对炉膛水冷壁进行蒸汽吹扫的方式来避免严重的结渣。由于炉膛内烟气温度较高无法直接监测结渣情况，因此，只能凭借运行人员的经验来判断炉膛结渣情况，通常采用定时的吹灰操作方式，这将有可能造成炉膛结渣吹灰不及时排烟温度升高，排烟温度每升高10℃，锅炉效率降低约0.5％～0.7％，或者吹灰频繁蒸汽量增加，如吹灰蒸汽占蒸汽总量的1％左右，同时考虑蒸汽的热损失和节流损失，吹灰器的运行将降低锅炉效率约0.7％左右，并且不适当的频繁吹灰会对受热面造成损坏，缩短受热面金属使用寿命。

因此，在锅炉运行过程中，如何根据炉膛内结渣状况来制定优化的吹灰策略，既可以保持炉膛水冷壁具有较好的清洁度降低排烟温度，又可以减少吹灰频次节约吹灰蒸汽量，是炉膛吹灰急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于红外测温及数值计算的锅炉炉膛优化吹灰系统，在炉膛不同区域位置布置红外烟温测量探头，以红外烟温测量探头的测量结果为边界条件，求解辐射传递方程和能量守恒方程重构炉膛内温度场，并以根据温度场结果建立的炉膛分区段热力计算模型为基础，获得炉膛不同区段的水冷壁热有效系数，作为炉膛不同区段监测指标，从而帮助现场运行人员判断炉膛不同区域位置吹灰时机。

本发明提供了一种基于红外测温及数值计算的锅炉炉膛优化吹灰系统，包括：

炉膛烟气温度采集系统，用于实时采集不同灰污结渣状态下炉膛内烟气温度数据；

中央处理系统，用于将所述温度数据输入到预先建立的炉膛温度场重构模型中，获得实时炉膛内三维温度分布场；根据获得的炉膛内三维温度场，通过炉膛分区段热力计算模型，计算得到炉膛内各个区段实时热有效系数；基于最大收益原则，输出各区段的吹灰信号；

吹灰器，用于接收所述中央处理系统输出的吹灰信号，执行相应的吹灰动作。

进一步地，所述炉膛烟气温度采集系统包括：

红外烟气温度测量探头，用于实时测量不同灰污结渣状态下炉膛内烟气温度信号；

信息管理器，用于接收红外烟气温度测量探头的温度信号，并将所述温度信号发送给与之连接的分散控制器进行信息共享；

分散控制器，用于接收信息管理器分享的温度信号，并将该温度信号作相应的处理后存储到与之连接的SQL数据库中，以配合子系统使用。

进一步地，所述信息管理器包括：