CN103047666A

CN103047666A - 一种锅炉对流受热面吹灰的方法和装置

Info

Publication number: CN103047666A
Application number: CN2012105601087A
Authority: CN
Inventors: 王茂贵; 张明
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103047666B

Abstract

本发明提供了一种锅炉对流受热面的吹灰方法和装置，其中所述方法通过获取锅炉在第一工况下运行的对流受热面的热力参数，依据数据库对获取到的所述热力参数进行分析处理，得到锅炉运行在第一工况下的所述对流受热面的污染参数值，所述据库中含有对所述热力参数进行处理的数据信息，通过判断所述对流受热面的污染参数值是否达到污染指标，使吹灰系统只对污染参数值达到吹灰条件的对流受热面进行吹灰，提高了锅炉的热效率，并且减少了不必要的吹灰动作所带来的能源浪费。

Description

一种锅炉对流受热面吹灰的方法和装置

技术领域

本发明涉及锅炉吹灰领域，更具体地说，涉及一种锅炉对流受热面的吹灰方法和装置。

背景技术

煤粉在锅炉炉膛内燃烧，除了生成二氧化碳、二氧化硫和NOx等主要燃烧产物外，煤中的无机矿物质以及金属有机物便形成残渣，即灰渣。当烟气温度高于灰渣的软化温度时，灰渣熔化成液态，粘结在炉膛对流受热面，形成结渣；在更高的烟气温度下，灰分挥发成气态，然后在较冷的水冷壁、过热器、再热器、省煤器等管面上凝结，并与飞灰结合在一起沉积于管子上，形成污垢。锅炉内或多或少的结渣积灰是不可避免的，由于灰的导热系数比钢材小，故积灰会使对流受热面传热热阻增加、热交换效率降低，致使排烟温度升高，降低了锅炉效率。积灰严重时发生堵灰，使烟道通风阻力增加、降低锅炉出力，有时甚至被迫停炉。

目前除灰除渣的技术措施主要包括蒸汽吹灰、压缩空气吹灰、声波除灰、钢珠除灰和水枪冲渣等。国内各电站锅炉的吹灰系统基本按事先设定的吹灰周期工作。在锅炉设计制造和安装调试中，按照设计煤种的煤质特性，假设积灰的变化过程，认为积灰程度是时间的线性或指数函数，然后以总能耗最小为目标，确定最佳的吹灰周期。

但锅炉在实际运行中，由于受煤质变化、燃烧调整等因素的影响，对流受热面的实际积灰速度与原先的预测往往不能吻合，甚至偏差很大，按照锅炉设计时设定的吹灰周期进行吹灰往往并不合理，从而造成吹灰不足或过于频繁。由于对流受热面布置位置的差异，管排结构的不同，不同对流受热面积灰的速度也不相同，导致部分对流受热面已经需要进行吹灰，但由于设定的吹灰周期未到，吹灰装置并不执行吹灰动作导致影响热效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够时时检测不同对流受热面污染参数值的方法和系统，从而使吹灰系统只对污染参数值达到吹灰条件的对流受热面进行吹灰。

一种锅炉对流受热面的吹灰方法，包括：

获取锅炉在第一工况下运行的对流受热面的热力参数；

依据数据库对获取到的所述热力参数进行分析处理，得到锅炉运行在第一工况下时所述对流受热面的污染参数值，所述数据库中含有对所述热力参数进行处理的数据信息；

判断所述对流受热面的污染参数值是否达到污染指标；

如果是，则向所述对流受热面进行吹灰。

优选的，上述方法中，所述判断所述对流受热面的污染参数值是否达到污染指标，如果是，则向所述对流受热面进行吹灰，包括：

将所述对流受热面的污染参数值与第一污染参数值、第二污染参数值和第三污染参数值进行对比；

所述第一污染参数值小于所述第二污染参数值；所述第二污染参数值小于所述第三污染参数值；

如果，所述对流受热面的污染参数值大于所述第一污染参数值，并且小于所述第二污染参数值，则向所述对流受热面按照第一强度进行吹灰；

如果，所述对流受热面的污染参数值大于所述第二污染参数值，并且小于所述第三污染参数值，则向所述对流受热面按照第二强度进行吹灰；

如果，所述对流受热面的污染参数值大于所述第三污染参数值，则向所述对流受热面按照第三强度进行吹灰；

所述第三强度大于所述第二强度，所述第二强度大于所述第一强度。

优选的，所述锅炉对流受热面的吹灰方法中，所述获取对流受热面的热力参数，包括：

获取发电功率参数，和/或，获取给水流量参数，和/或，获取对流受热面的入口烟温参数，和/或，获取对流受热面的出口烟温参数，和/或，获取对流受热面的入口汽温参数，和/或，获取对流受热面的出口汽温参数，和/或，获取对流受热面的入口汽侧压力参数。

本发明还提供了一种锅炉对流受热面的吹灰装置，包括：

热力参数获取单元、数据库单元和吹灰单元；

所述热力参数获取单元，用于获取锅炉在第一工况下运行的对流受热面的热力参数；

所述数据库单元，用于依据数据库对获取到的所述热力参数进行分析处理，得到锅炉运行在第一工况下的所述对流受热面的污染参数值，所述据库中含有对所述热力参数进行处理的数据信息；

所述吹灰单元，用于判断所述对流受热面的污染参数值是否达到污染指标，如果是，则向所述对流受热面进行吹灰，否则继续判断获取到的对流受热面的污染参数值是否达到污染指标。

优选的，所述锅炉对流受热面的吹灰装置中的吹灰单元，包括：分级吹灰单元；

所述分级吹灰单元，用于将所述对流受热面的污染参数值与第一污染参数值、第二污染参数值和第三污染参数值进行对比；

优选的，所述锅炉对流受热面的吹灰装置中，所述热力参数获取单元获取的热力参数，包括：

发电功率、给水流量、对流受热面的入口烟温、对流受热面的出口烟温、对流受热面的入口汽温、对流受热面的出口汽温或对流受热面的入口汽侧压力中的一种或多种。

通过以上方案可知，本申请实施例提供的锅炉对流受热面的吹灰方法，通过，将锅炉内各个对流受热面的热力参数通过分析计算得到各个对流受热面的污染参数值，只对所述污染参数值达到吹灰条件的对流受热面进行吹灰，从而提高了锅炉的热效率，并且减少了不必要的吹灰动作所带来的能源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的锅炉对流受热面的吹灰方法的流程图；

图2为在建立数据库过程中采集训练样本和测试样本方法的流程图；

图3为对初始数据库进行训练并建立数据库方法的流程图；

图4为建立低温过热器数据库的流程图；

图5为初始低温过热器数据库的训练过程训练精度的变化过程示意图；

图6为本发明实施例提供的锅炉对流受热面的吹灰装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1为本发明实施例提供的锅炉对流受热面的吹灰方法的流程图。所述方法包括：

步骤S101：获取锅炉在第一工况下运行的对流受热面的热力参数；

获取火力发电厂的分布式控制系统（distributed control systems，DCS）系统中的锅炉运行的热力参数。

步骤S102：依据数据库对获取到的所述热力参数进行分析处理，得到锅炉运行在第一工况下时所述对流受热面的污染参数值，所述数据库中含有对所述热力参数进行处理的数据信息；

其中所述数据库是利用锅炉的热力参数等易准确测定的数值建立的，其中所述数据库可以依据获取的不同热力参数输出对应的污染参数值，并且，所述数据库还可以通过对用于处理热力参数的连接权值和偏置值进行调整，实现对所述输出的污染参数值的调整，例如所述数据库输出的污染参数值与实际污染参数值数值不一致，此时就可以通过调整所述数据库中的连接权值和偏置值，使输出的污染参数值与实际污染参数值相一致。

步骤S103：判断所述对流受热面的污染参数值是否达到污染指标，如果是，则执行步骤S104，否则继续执行步骤S103；

步骤S104：则向所述对流受热面进行吹灰。

本实施例中通过实时检测所述对流受热面在第一工况下运行的热力参数，依据数据库对获取到的热力参数进行分析处理，即可得到所述对流受热面在第一工况下运行的污染参数值，当所述污染参数值达到预设指标时，及时对所述对流受热面进行吹灰，从而提高了锅炉的热效率，并且减少了不必要的吹灰动作所带来的能源浪费。

为了能够达到更好的吹灰效果，本发明方法提供的实施例中还对不同程度污染参数值进行区分处理，将所述污染指标分为第一污染参数值、第二污染参数值和第三污染参数值，同样吹灰强度也分为第一强度、第二强度和第三强度。

具体的：将所述对流受热面的污染参数值与第一污染参数值、第二污染参数值和第三污染参数值进行对比；

可以理解的是，本发明方法中获取对流受热面的热力参数，可以包括：获取发电功率参数，和/或，获取给水流量参数，和/或，获取对流受热面的入口烟温参数，和/或，获取对流受热面的出口烟温参数，和/或，获取对流受热面的入口汽温参数，和/或，获取对流受热面的出口汽温参数，和/或，获取对流受热面的入口汽侧压力参数。

其中，这些参数可以是由DCS系统提供的。

本发明的实施例中可以依据锅炉运行时的功率输出不同，将锅炉运行时分为多个工况，其中，所述第一工况可以为：锅炉在1000KW功率输出时的工况、或，锅炉在950KW功率输出时的工况、或，锅炉在900KW功率输出时的工况、或，锅炉在850KW功率输出时的工况、或，锅炉在800KW功率输出时的工况、或，锅炉在750KW功率输出时的工况、或，锅炉在700KW率输出时的工况、或，锅炉在650KW率输出时的工况、或，锅炉在600KW功率输出时的工况、或，锅炉在550KW功率输出时的工况、或，锅炉在500KW功率输出时的工况、或，锅炉在450KW功率输出时的工况，或，锅炉在400KW功率输出时的工况。当然也可以包括其它功率输出下的工况。

所述锅炉的对流受热面可以包括：屏式过热器对流受热面，和/或，高温过热器对流受热面，和/或，高温再热器对流受热面，和/或，低温过热器对流受热面，和/或，低温再热器对流受热面，和/或，省煤器对流受热面，和/或，第一空预器对流受热面，和/或，第二空预器对流受热面。

同时，为了能够更加精确地对不同对流受热面在不同工况下的运行的热力参数进行处理，从而得到更加精准的对流受热面的污染参数值，以及提高锅炉吹灰设备的吹灰效率和减少不必要的能源浪费。本发明中所述数据库可以包括多个数据库，其中每个数据库分别用于处理指定工况下、指定对流受热面污染参数。例如，所述第一数据库可以包括：用于对锅炉运行在1000KW功率输出的工况下的屏式过热器对流受热面的热力参数进行分析处理的数据库；或用于对锅炉运行在950KW功率输出的工况下的屏式过热器对流受热面热力参数进行分析处理的数据库；或用于对锅炉运行在900KW功率输出的工况下的屏式过热器对流受热面热力参数进行分析处理的数据库；或其他数据库，在此不必一一累述。

本发明还提供了建立所述数据库的过程。

图2为在建立数据库过程中采集训练样本和测试样本方法的流程图。

参见图2，所述数据库的建立过程为：

步骤S201：确定锅炉运行的第一工况和对流受热面；

步骤S202：对所述对流受热面进行吹灰，直至所述对流受热面变为清洁状态为止；

步骤S203：运行锅炉一段时间，直至所述对流受热面污染参数值超过污染指标为止，实时检测并记录热力数据，其中所述热力数据包括：所述对流受热面污染参数值由清洁状态逐步达到污染指标的过程中，对流受热面的热力参数的变化，和与所述热力参数对应的实际污染参数值。

步骤S204：将所述热力数据分为训练样本和测试样本，训练样本用于初始数据库的校验，测试样本用于测试所述校验后的初始数据库是否满足预定条件。

参见图3，图3为对初始数据库进行训练并建立数据库方法的流程图。

其具体训练过程为：

步骤S301：确定训练精度和/或最大训练次数，所述训练精度指的是：所述初始数据库依据训练热力参数输出训练污染参数值，将所述训练热力参数与所述训练样本中记录的实际污染参数值对比，两者越接近，训练精度越接近于0。

步骤S302：训练样本从自身存储的热力数据中提取训练热力参数，并将所述训练热力参数发送给初始数据库；

所述初始数据库可以依据所述训练热力参数得到一个训练污染参数值，通过不断地对所述初始数据库进行训练（对所述数据库中的连接权值与偏置值的调整）即可使所述训练污染参数值无限接近实际污染参数值；

步骤S303：所述初始数据库对所述训练热力参数进行分析计算得到训练污染参数值；

步骤S304：将得到的训练污染参数值与所述训练热力参数对应的实际污染参数值进行对比，判断对比结果是否满足训练精度和/或是否达到最大训练次数，若否，执行步骤S305，若是，则执行步骤S306；

步骤S305：调整所述初始数据库中的连接权值与偏置值，使所述训练污染参数值与实际污染参数值相一致，其中，通过不断的训练和调整连接权值和偏置值可使所述初始数据库输出污染参数值与实际污染参数值之间的精度无限接近于零，继续执行步骤S302。

步骤S306：停止训练，并执行步骤S307；

步骤S307：将所述测试样本加载到训练后的初始数据库，并测试所述训练后的初始数据库的输出是否满足预设条件，如果是，则训练后的初始数据库即为所述数据库，数据库创建成功；否则继续执行步骤S301。

图4为建立低温过热器数据库的流程图。

另外，在本申请的另一实施例中还提供了，在锅炉运行在第一工况时，对低温过热器对流受热面的热力参数进行处理的低温过热器数据库，参见图4，建立所述低温过热器数据库的过程为：

步骤S401：选择锅炉运行的第一工况；

步骤S402：对所述低温过热器的对流受热面进行吹灰，直至所述低温过热器对流受热面变为清洁状态为止；

步骤S403：运行锅炉一段时间，直至所述低温过热器对流受热面污染参数值大于所述污染指标，实时检测并记录第二热力数据，其中所述第二热力数据包括：所述低温过热器对流受热面污染参数值由清洁状态逐步达到污染指标的过程中，低温过热器对流受热面的热力参数的变化，和与所述热力参数对应的实际污染参数值。

步骤S404：将所述第二热力数据分为第二训练样本和第二测试样本，第二训练样本用于初始低温过热器数据库的校验，第二测试样本用于测试所述校验后的初始低温过热器数据库是否满足预设条件。

步骤S405：确定训练精度为0.0001和/或最大训练次数为200000次。

步骤S406：第二训练样本从自身存储的热力数据中提取第二训练热力参数，并将所述第二训练热力参数发送给初始低温过热器数据库；

步骤S407：所述初始低温过热器数据库对所述第二训练热力参数进行分析计算得到第二训练污染参数值；

步骤S408：将得到的第二训练污染参数值与所述第二训练热力参数对应的实际污染参数值进行对比，判断对比结果是否满足训练精度和/或是否达到最大训练次数，若否，执行步骤S409，若是，则执行步骤S410；

步骤S409：调整所述初始低温过热器数据库中的连接权值与偏置值，使所述第二训练污染参数值与实际污染参数值相一致，继续执行步骤S406。

步骤S410：停止训练，并执行步骤S411；

步骤S411：将所述第二测试样本加载到训练后的初始低温过热器数据库，并测试所述训练后的初始低温过热器数据库的输出是否满足预设条件，如果是，则训练后的初始低温过热器数据库即为初始低温过热器数据库，初始低温过热器数据库创建成功；否则继续执行步骤S405。

图5为初始低温过热器数据库的训练过程训练精度的变化过程示意图。

参见图5，图中横坐标为训练次数，纵坐标为测试误差，由图中可以看出，随着训练次数的增加，训练精度无限接近于0.0001。

可以理解的是，创建处理不同工况下、不同对流受热面热力参数的数据库过程类似，不再一一细说。

下面对本发明实施例提供的锅炉对流受热面的吹灰装置进行描述，下文所描述的锅炉对流受热面的吹灰装置与上文所描述的锅炉对流受热面的吹灰方法对应，两者可相互参照。

参见图6，图6为本发明实施例提供的锅炉对流受热面的吹灰装置的结构框图。

一种锅炉对流受热面的吹灰装置，所述装置可以包括：热力参数获取单元100、数据库单元200和吹灰单元300；

所述热力参数获取单元100，用于获取锅炉在第一工况下运行的对流受热面的热力参数；

所述数据库单元200，用于依据数据库对获取到的所述热力参数进行分析处理，得到锅炉运行在第一工况下的所述对流受热面的污染参数值，所述据库中含有对所述热力参数进行处理的数据信息；

所述吹灰单元300，用于判断所述对流受热面的污染参数值是否达到污染指标，如果超过，则对对流受热面进行吹灰，否则继续判断获取到的对流受热面的污染参数值是否达到污染指标。

其中所述锅炉对流受热面的吹灰装置中的吹灰单元可以包括分级吹灰单元；

可以理解的是，本发明所述锅炉对流受热面的吹灰装置中，热力参数获取单元获取的热力参数可以包括：

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种锅炉对流受热面的吹灰方法，其特征在于，所述方法包括：

获取锅炉在第一工况下运行的对流受热面的热力参数；

判断所述对流受热面的污染参数值是否达到污染指标；

如果是，则向所述对流受热面进行吹灰。

2.根据权利要求1所述的锅炉对流受热面的吹灰方法，其特征在于，所述向所述对流受热面进行吹灰，包括：

3.根据权利要求1所述的锅炉对流受热面的吹灰方法，其特征在于，所述获取对流受热面的热力参数，包括：获取发电功率参数，和/或，获取给水流量参数，和/或，获取对流受热面的入口烟温参数，和/或，获取对流受热面的出口烟温参数，和/或，获取对流受热面的入口汽温参数，和/或，获取对流受热面的出口汽温参数，和/或，获取对流受热面的入口汽侧压力参数。

4.一种锅炉对流受热面的吹灰装置，其特征在于，包括：

热力参数获取单元、数据库单元和吹灰单元；

5.根据权利要求4所述的锅炉对流受热面的吹灰装置，其特征在于所述吹灰单元，包括：分级吹灰单元；

6.根据权利要求4所述的锅炉对流受热面的吹灰装置，其特征在于，包括：所述热力参数包括：发电功率、给水流量、对流受热面的入口烟温、对流受热面的出口烟温、对流受热面的入口汽温、对流受热面的出口汽温或对流受热面的入口汽侧压力中的一种或多种。