智慧型吹灰優化技術方案

2022-06-25 21:00:07 字數 2782 閱讀 1349

目錄電站鍋爐智慧型吹灰優化(isb)系統

一.電站鍋爐智慧型吹灰優化(isb)系統概述

「電站鍋爐智慧型吹灰優化系統」,是在初始階段原名為「鍋爐受熱面汙染監測及吹灰優化系統」的基礎上延伸開發的燃煤鍋爐應用軟體,作為sis系統的子系統命名為「isb系統」。該系統以能量守恆定律、傳熱學和工程熱力學原理為基礎,建立軟測量模型、統計回歸、模糊邏輯數學及人工神經網路等分析運算體系,將鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器「四管」及省煤器後尾部煙道空預器汙染程度進行量化處理和影象轉換,顯示實時參考畫面和汙染資料,使各受熱面的汙染率「視覺化」,並根據臨界汙染因子及機組執行狀況提出優化策略,同時進行必要的鎖氣清灰系統配套公升級改造和閉環反饋程式連線,從而實現智慧型優化、「按需吹灰」和節能降耗、提高鍋爐效率並舉。

電站鍋爐智慧型吹灰優化系統,新建資料採集及傳輸系統,通過新增少量測點和共享原有資料,使資訊源多達280多處,分別測量「四管」的進出口工質溫度、煙氣溫度及空預器進出口壓差、省煤器後部煙道的環境溫度,並建立das資料採集系統,;新建軟測量模型、系統回歸、模糊數學及人工神經網路的分析運算體系,通過對「四管」及省煤器後部煙道空氣預熱器汙染狀態的實時資料監測,實現影象轉換的「視覺化」;新建科學的吹灰優化執行模式,根據臨界汙染潔淨因子及各機組執行引數,嵌入不同工況及不同煤質**調整功能模組,適時提出不同部位吹灰指導策略,給出吹灰訊號實現「按需吹灰」;新建配套公升級改造鎖氣清灰系統,根據爐型需求,對省煤器後進行選擇性鎖氣清灰系統配套公升級改造,可有效避免大灰顆粒對空氣預熱器的沖刷和灰堵,不僅明顯提高入爐風溫穩定空預器換熱工況,而且為實現智慧型吹灰優化系統的閉環執行創造良好條件;新建系統多功能介面,系統畫面不僅具備實時資料顯示,執行指導和報警提示,歷史資料查詢、補算、列印等功能模組以及滿足實時操作、瀏覽、查詢等需要,而且完全實現與sis或其它廠級資訊監控系統的良好對接和資料採集匹配完全一致。

鍋爐受熱面積灰是影響執行安全性和經濟性的重要因素,吹灰費用通常情況下吹灰蒸汽耗量約佔蒸汽總產量的1%左右,吹灰費用潛力具有可挖性和可控性。智慧型吹灰優化系統是乙個節能降耗潛力較大的專案,主要是針對目前多數電廠採用的基於執行經驗的定時吹灰管理模式,克服定時吹灰所造成的「過渡吹掃」和「吹掃不足」的缺陷。根據需要設定降低排煙溫度、提高入爐風溫、提高鍋爐效率、減少吹灰頻次等直接經濟效益指標。

改變傳統的「定時吹灰」模式,只對受熱面汙染嚴重的部位「按需吹灰」,在受熱面換熱特性得到保證的情況下,最大限度降低吹灰頻次,達到減少「四管」磨損、防「四管」爆漏降「非停」、節能降耗、提高機組執行經濟性、安全性和可靠性的目的。

該系統可解決憑經驗難以制定出的最優吹灰方案,可實現受熱面潔淨程度的「視覺化」和按需吹灰的「智慧型化」,可根據電廠執行工況確定優化空間,能夠通過吹灰優化決策指導有效控制再熱器蒸汽溫度,能夠避免不合理吹灰帶來的管壁磨損減少吹灰頻次和蒸汽消耗量,能夠適應不同煤種的需要設定除錯多種入爐煤質引數確保計算結果的準確性,能夠改善空預器換熱條件提高入爐風溫,能夠降低排煙溫度提高鍋爐效率,實現動態智慧型吹灰優化,從而降低電廠執行成本,對電廠的科學管理具有積極意義。

根據燃煤電廠不同機組鍋爐的執行狀況,通過對基礎資料的全面綜合分析,初步確定爐膛各對流受熱面和空預器的吹灰優化目標方案。以能量守恆定律、傳熱學和工程熱力學原理為基礎,建立鍋爐整體及區域性軟測量模型、統計回歸、模糊邏輯數學及人工神經網路等分析運算體系,利用das系統採集的工質側引數、省煤器後煙氣側引數和空預器進出口溫度菸差或進出口壓差,按照飛灰可燃物及排煙氧量軟測量模型,首先進行鍋爐各項熱損失和熱效率的計算,繼而從省煤器出口開始,逆煙氣的流程逐段進行各受熱面的汙染率計算,建立起對流受熱面汙染模型、爐膛汙染模型和空氣預熱器汙染數學模型。

鍋爐內對流受熱面的工作原理,如圖2-1、2-2所示,工質在管內流動,煙氣在管外流動。執行過程中,受熱面形成積灰汙染。受熱面傳熱量的計算則根據式(1)進行:

1)式中:k——受熱面的傳熱系數,;

[w式中:——煙氣側放熱係數,w/(㎡·℃);

(1) 橫向沖刷順列管束:

式中:——煙氣在管簇中的平均溫度下的導熱係數,;

d——管徑,m;

w——煙氣流速,煙氣在管簇中的平均溫度計算,m/s;

——煙氣在管簇中的平均溫度下的運動黏度,;

——煙氣在管簇中平均溫度下的普朗特準則;

——管簇排數的改正係數,與縱向排數有關,在時,,在時,;

——管簇橫向與縱向管節距(、)的改正係數,當管簇的橫向與縱向的管子相對節距為及時,

;當以及時,;當與時,把代入式中計算;

——煙氣溫度及成分的改正係數,可查圖表得出。

re的數值在之間以試驗方法研究出來的。

(2) 煙氣橫向沖刷錯列管束:

式中:——煙氣在管簇中的平均溫度下的導熱係數,;

d——管徑,m;

ω——煙氣流速,煙氣在管簇中的平均溫度計算,m/s;

——煙氣在管簇中的平均溫度下的運動黏度,;

——煙氣在管簇中平均溫度下的普朗特準則;

——管簇中管子橫向與縱向節距的改正係數,當管簇的橫向與縱向相對節距為,及時,與及有關:

,式中:——斜向相對節距,

當時,;

當,時,;

當,時,。

——管簇中管子排數的改正係數,與縱向管排數及橫向相對節距有關:

當及時,;

當及時,;

當時,。

——煙氣溫度及成分的改正係數,可查圖表得出。

re的數值在之間以試驗方法研究出來的。

(3) 煙氣縱向沖刷受熱面:]。

式中:——煙氣在管簇中的平均溫度下的導熱係數,;

d——管徑,m;

w——煙氣流速,煙氣在管簇中的平均溫度計算,m/s;

——煙氣在管簇中的平均溫度下的運動黏度,;

——煙氣在管簇中平均溫度下的普朗特準則;

——煙氣溫度與受熱面壁溫的改正係數,煙氣在受熱麵中受到冷卻時,,在工質受熱時查圖得出;

智慧型吹灰計畫書

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