CN107763659A

CN107763659A - 一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法

Info

Publication number: CN107763659A
Application number: CN201711009746.9A
Authority: CN
Inventors: 石航; 石践; 陈玉忠; 罗小鹏; 刘大猛; 黄锡兵
Original assignee: Electric Power Research Institute of Guizhou Power Grid Co Ltd
Current assignee: Electric Power Research Institute of Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2018-03-06
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: CN107763659B

Abstract

本发明公开了一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，包括技术参数的测定方法，烟气侧中A侧和B侧空气预热器进、出口烟气量及放热量的计算方法，空气侧中A侧和B侧空气预热器出口一、二次风质量及吸热量的计算方法，漏风量及漏风吸热量计算方法以及烟气侧和空气侧偏流介质的判断方法；本发明采用常规测量手段及计算程序准确、完整的判断烟气侧、空气侧的偏流介质以及诊断锅炉故障部位的工作，操作简单，测量方便，不仅避免了单纯采用表盘风量参数可能造成的误判，还能检验测风元件的准确性为判定故障位置提供基础，整个诊断过程安全可靠，不对运行机组及测量人员造成危害，保证了判定过程的安全性、完整性和准确性。

Description

一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法

技术领域

本发明涉及电站锅炉燃烧技术领域，尤其涉及一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法。

背景技术

锅炉是火力发电机组中故障机理复杂而事故多发的主要设备，偏流是引发锅炉内部设备换热不均，管道磨损的主要原因之一，不仅影响锅炉热效率，还会对电厂安全经济运行产生极大的危害，在机组启动及低负荷运行阶段，受到油、煤燃烧器的投运方式影响不易发现偏流现象，一般在机组高负荷运行一段时间后可通过表盘参数发现。

锅炉的偏流包括烟气侧和空气侧，目前判定直吹式煤粉锅炉偏流的直观表象为：A侧和B侧空气预热器出口的一、二次风表盘温度偏差较大，两侧排烟温度偏差较大；如果空气侧发生偏流，A侧和B侧空气预热器出口的一次风表盘质量和二次风表盘质量不均匀等现象。

诱发直吹式煤粉锅炉偏流故障的原因复杂，由于锅炉相关系统设备繁多且烟气侧无测量烟气流量装置，空气侧测量空气流量装置数量多、易受布置位置及一次元件磨损的影响，若机组长时间运行未对测量装置重新标定，仅依靠表盘质量参数判断空气侧的偏流情况误差较大，不能可靠判断空气侧偏流介质情况，同时也无法判断烟气侧的偏流介质情况，因此需要提出一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法准确判断烟气侧和空气侧偏流情况，确保锅炉安全稳定运行。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，以解决目前仅依靠表盘质量参数判断空气侧的偏流情况出现的误差大、测量结果不可靠、无法确定锅炉故障部位、无法判断烟气侧偏流情况的问题。

本发明的技术方案：

一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，包括以下步骤：

步骤1：测量入炉煤质量，分析入炉煤中收到基碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分质量分数，分析炉渣及飞灰中可燃物含量；

步骤2：分别在A侧和B侧空气预热器进口和出口测量烟气侧烟气氧量和烟气温度；

步骤3：分别在A侧和B侧空气预热器出口测量烟气侧烟气流速；

步骤4：测量当地空气相对湿度并转化为空气绝对湿度；

步骤5：分别在A侧和B侧空气预热器进口和出口测量空气侧一次风温度和二次风温度；

步骤6：计算空气预热器出口总干烟气质量及烟气中总水蒸气质量；

步骤7：计算A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气质量；

步骤8：计算A侧和B侧空气预热器的漏风率；

步骤9：计算A侧和B侧空气预热器入口的湿烟气质量；

步骤10：根据A侧和B侧空气预热器入口和出口的实际测量烟气温度计算对应位置处单位质量的干烟气焓及烟气中的水蒸气焓；

步骤11：计算A侧和B侧空气预热器入口干烟气、烟气中的水蒸气经换热后相对于出口干烟气、烟气中的水蒸汽的放热量；

步骤12：计算A侧和B侧空气预热器的漏风部分相对于与烟气混合加热后的漏风吸热量；

步骤13：判断烟气侧的偏流情况；

步骤14：判断空气侧的偏流情况。

步骤6所述的计算空气预热器出口总干烟气质量及烟气中总水蒸气质量还包括以下步骤：

步骤6.1：计算空气预热器出口总干烟气质量w_fg.d.AH.lv，计算式为

其中

V_a.d.th.cr＝0.0889(w_c.b+0.375w_s.ar)+0.265w_h.ar-0.0333w_o.ar

式中，w_fg.d.AH.lv为空气预热器出口总的干烟气质量(kg/kg)，为空气预热器出口烟气中二氧化碳体积分数(％)、为空气预热器出口烟气中氧气体积分数(％)、为空气预热器出口烟气中氮气体积分数(％)，V_fg.d.th.cr为修正的理论干烟气体积(Nm³/kg)，V_a.d.th.cr为修正的理论干空气体积(Nm³/kg)，w_c.ar为入炉煤中收到基元素碳的质量分数(％)，w_as.ar为入炉煤中收到基灰分的质量分数(％)，w_c.as为飞灰中可燃物的质量分数(％)，w_c.s为炉渣中可燃物的质量分数(％)，w_o.ar为入炉煤中元素氧的质量分数(％)；w_S.ar为入炉煤中元素硫的质量分数(％)，w_N.ar为入炉煤中元素氮的质量分数(％)，w_h.ar为入炉煤中元素氢的质量分数(％)，w_c.b为实际燃烧掉的碳占入炉燃料的质量分数(％)；

步骤6.2：计算空气预热器出口总烟气中水蒸气质量w_wv.fg.AH.lv，计算式为

w_wv.fg.AH.lv＝8.936w_h,ar+w_a.d.cr.AH.lv·h_a.ab+w_m,ar，

其中，w_a.d.cr.AH.lv为空气预热器出口计算空气质量(kg/kg)，h_a.ab为空气绝对湿度(kg/kg)，w_m,ar为入炉煤中水分质量分数(％)；

步骤6.3：计算空气预热器出口总的湿烟气质量wfg.AH.lv，计算式为

w_fg.AH.lv＝w_fg.d.AH.lv+w_wv.fg.AH.lv

式中w_fg.AH.lv为空气预热器出口总的湿烟气质量(kg/kg)；w_fg.d.AH.lv为空气预热器出口总的干烟气质量(kg/kg)；w_wv.fg.AH.lv为空气预热器出口总烟气中水蒸气质量(kg/kg)。

步骤7所述的计算A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气质量，计算式为

其中w_fg.AH.lv(A)、w_fg.AH.lv(B)分别为A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气质量(kg/h)，t_fg.AH.lv(A)、t_fg.AH.lv(B)分别为A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气温度(℃)v_fg.AH.lv(B)、v_fg.AH.lv(B)分别为A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气流速(m/s)。

步骤8所述的计算A侧和B侧空气预热器的漏风率，计算式为

其中η_lg.AH(A)、η_lg.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器漏风率(％)，分别为A侧和B侧空气预热器出口烟气中氧气体积分数(％)，分别为A侧和B侧空气预热器入口烟气中氧气体积分数(％)。

步骤9所述的计算A侧和B侧空气预热器入口的湿烟气质量，计算式为

w_lg.AH.en(A)＝w_fg.AH.lv(A)/(η_lg.AH(A)+1)

w_lg.AH.en(B)＝w_fg.AH.lv(B)/(η_lg.AH(B)+1)

其中w_lg.AH.en(A)、w_lg.AH.en(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口的湿烟气质量(kg/h)，w_lg.AH.lv(A)、w_lg.AH.lv(B)分别为A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气质量(kg/h)，η_lg.AH(A)、η_lg.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器漏风率(％)。

步骤10所述的根据A侧和B侧空气预热器入口和出口的实测烟气温度计算对应位置处单位质量的干烟气焓及烟气中的水蒸气焓，还包括以下步骤：

步骤10.1：计算A侧和B侧空气预热器入口与出口的单位质量的干烟气焓，计算式为：

H_fg.AH＝[-123.1899+0.4065568×(t_fg.AH+273.61)+5.79505×10^-6×(t_fg.AH+273.61)²+6.331121×10^-8×(t_fg.AH+273.61)³-2.924434×10^-11×(t_fg.AH+273.61)⁴+2.4910090×10^-15×(t_fg.AH+273.61)⁵×2.3237，式中H_fg.AH.为不同位置的单位质量干烟气焓(kJ/kg)，t_fg.AH为对应不同位置的干烟气温度(℃)；

步骤10.2：计算A侧和B侧空气预热器入口与出口的单位质量的干烟气中水蒸气焓，计算式为：

H_wv.AH.＝[-239.4034+0.8274589×(t_wv.AH+273.61)-1.797539×10^-4×(t_wv.AH+273.61)²+3.934614×10^-7×(t_wv.AH+273.61)³-2.4158730×10^-10×(t_wv.AH+273.61)⁴+6.069264×10^-14×(t_wv.AH+273.61)⁵×2.3237，式中H_wv.AH为不同位置的单位质量干烟气中水蒸气焓(kJ/kg)，t_fg.AH为对应不同位置的干烟气温度(℃)。

步骤11所述的计算A侧和B侧空气预热器入口干烟气、烟气中的水蒸气经换热后相对于出口干烟气、烟气中的水蒸汽的放热量，还包括以下步骤：

步骤11.1：计算A侧和B侧空气预热器入口干烟气经换热后相对于出口干烟气的放热量ΔQ_fg.d.AH(A)和ΔQ_fg.d.AH(B)，计算式为：

ΔQ_fg.d.AH(A)＝w_{fg.d.AH.en(A)}×(H_{fg.d.AH.en(A)}-H_{fg.d.AH.lv(A)})

ΔQ_fg.d.AH(B)＝w_{fg.d.AH.en(B)}×(H_{fg.d.AH.en(B)}-H_{fg.d.AH.lv(B)})

其中ΔQ_fg.d.AH(A)和ΔQ_fg.d.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口干烟气经换热后相对于出口干烟气的放热量(kJ/h)，w_{fg.d.AH.en(A)}和w_{fg.d.AH.en(B)}为A侧和B侧空气预热器入口干烟气质量(kg/h)，H_{fg.d.AH.en(A)}、H_{fg.d.AH.en(B)}为A侧和B侧空气预热器入口的单位质量干烟气焓(kJ/kg)，H_{fg.d.AH.lv(A)}、H_{fg.d.AH.lv(B)}为A侧和B侧空气预热器出口的单位质量干烟气焓(kJ/kg)；

步骤11.2：计算A侧和B侧空气预热器入口烟气中水蒸气经换热后相对于出口烟气中水蒸气的放热量ΔQ_wv.AH(A)和ΔQ_wv.AH(B)，计算式为：

ΔQ_wv.AH(A)＝w_wv.AH.en(A)×(H_wv.AH.en(A)-H_wv.AH.lv(A))

ΔQ_wv.AH(B)＝w_wv.AH.en(B)×(H_wv.AH.en(B)-H_wv.AH.lv(B))

其中，ΔQ_wv.AH(A)和ΔQ_wv.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口烟气中水蒸气经换热后相对于出口烟气中水蒸气的放热量(kJ/h)，w_wv.AH.en(A)和w_wv.AH.en(B)为A侧和B侧空气预热器入口烟气中水蒸气质量(kg/h)，H_{wv.AH.en(A/B)}、H_wv.AH.en(B)为A侧和B侧空气预热器入口的单位质量烟气中水蒸气焓(kJ/kg)，H_wv.AH.lv(A)、H_wv.AH.lv(B)为A侧和B侧空气预热器出口的单位质量烟气中水蒸气焓(kJ/kg)；

步骤11.3：计算A侧和B侧空气预热器入口湿烟气经换热后相对于出口湿烟气的放热量ΔQ_fg.AH(A)和ΔQ_fg.AH(B)，计算式分别为：

ΔQ_fg.AH(A)＝ΔQ_fg.d.AH(A)+ΔQ_wv.AH(A)

ΔQ_fg.AH(B)＝ΔQ_fg.d.AH(B)+ΔQ_wv.AH(B)

其中，ΔQ_fg.AH(A)和ΔQ_fg.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口湿烟气经换热后相对于出口湿烟气的放热量(kJ/h)，ΔQ_fg.d.AH(A)和ΔQ_fg.d.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口干烟气经换热后相对于出口干烟气的放热量(kJ/h)，ΔQ_wv.AH(A)和ΔQ_wv.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口烟气中水蒸气经换热后相对于出口烟气中水蒸气的放热量(kJ/h)。

步骤12所述的计算A侧和B侧空气预热器的漏风部分相对于与烟气混合加热后的漏风吸热量，还包括以下步骤：

步骤12.1：设定漏风全部发生在空气预热器冷端且全部为一次风漏入烟气，同时忽略漏风对烟气中水蒸气含量的影响；

步骤12.2：计算A侧和B侧空气预热器的漏风部分相对于与烟气混合加热后的漏风吸热量ΔQ_lg.AH(A)和ΔQ_lg.AH(B)，计算式为：

ΔQ_lg.AH(A)＝(w_{fg.d.AH.lv(A)}-w_{fg.d.AH.en(A)})×(H_a.p.AH.lv(A)-H_a.p.AH.en(A))

ΔQ_lg.AH(B)＝(w_{fg.d.AH.lv(B)}-w_{fg.d.AH.en(B)})×(H_a.p.AH.lv(B)-H_a.p.AH.en(B))

其中，H_a.p.AH.en(A)、H_a.p.AH.en(B)、H_a.p.AH.lv(A)、H_a.p.AH.lv(B)的计算公式为：

H_a.p.AH＝[-131.06508+0.4581304×(t_a.p.AH+273.61)-1.0750339×10^-4×(t_a.p.AH+273.61)²+1.778848×10^-7×(t_a.p.AH+273.61)³-0.9248664×10^-11×(t_a.p.AH+273.61)⁴+1.6820314×10^-14×(t_a.p.AH+273.61)⁵×2.3237

式中，ΔQ_lg.AH(A)和ΔQ_{lg.AH(B)分别}为A侧和B侧空气预热器的漏风吸热量(kJ/h)，w_{fg.d.AH.en(A)}和w_{fg.d.AH.lv(A)}分别为A侧空气预热器入口和出口的烟气质量(kg/h)，w_{fg.d.AH.en(B)}和w_{fg.d.AH.lv(B)}分别为B侧空气预热器入口和出口的烟气质量(kg/h)，H_a.p.AH.en(A)和H_a.p.AH.lv(A)分别为A侧空气预热器入口和出口的单位质量干空气焓(kJ/kg)，H_a.p.AH.en(B)和H_a.p.AH.lv(B)分别为B侧空气预热器入口和出口的单位质量干空气焓(kJ/kg)，H_a.p.AH为不同位置的单位质量干空气焓(kJ/kg)，t_a.p.AH为对应不同位置的干空气温度(℃)。

步骤14所述的判断空气侧的偏流情况，包括以下步骤：

步骤14.1假设A侧和B侧空气预热器出口的一、二次风质量相同，无偏流；

步骤14.2计算A侧和B侧空气预热器出口的一次风温度；

步骤14.3计算空气预热器出口二次风温度；

步骤14.4比较A侧和B侧空气预热器出口的一、二次风计算温度与一、二次风实际测量温度；

步骤14.5判断提出的无偏流假设是否成立；

步骤14.6验证判断结果是否成立；

步骤14.7根据验证结果分析锅炉故障位置以及故障原因。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，在不影响机组安全生产运行的情况下，采用常规测量手段及计算程序能准确、完整的判断烟气侧、空气侧的偏流介质及锅炉故障部位的诊断工作，本发明的偏流介质判断方法，操作简单，测量方便，不仅完全避免了单纯采用表盘风量参数可能造成的误判、还能检验测量风量元件的准确性为判定故障位置提供基础，整个诊断过程安全可靠，不对运行机组及测量人员造成设备和人身危害，保证了判定过程的安全性、完整性和准确性。

附图说明

图1为本发明判定偏流介质方法的步骤流程示意图。

具体实施方式：

步骤4：在锅炉空气侧测量当地空气相对湿度并转化为空气绝对湿度；

步骤7：计算A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气质量；

步骤8：计算A侧和B侧空气预热器的漏风率；

步骤9：计算A侧和B侧空气预热器入口的湿烟气质量；

步骤10：根据A侧和B侧空气预热器入口和出口的实测烟气温度计算对应位置处单位质量的干烟气焓及烟气中的水蒸气焓(基准温度为25℃)；

步骤11：计算A侧和B侧空气预热器入口干烟气、烟气中的水蒸气经换热后相对于出口干烟气(不包含漏风部分)、烟气中的水蒸汽的放热量；

步骤13：判断烟气侧的偏流情况；烟气侧的偏流情况是通过比较A侧和B侧空气预热器入口的湿烟气质量的大小来判断的；

步骤14：判断空气侧的偏流情况；空气侧的偏流情况是通过比较A侧和B侧空气预热器出口的一、二次风的质量大小来判断的。

步骤6所述的计算空气预热器出口总干烟气质量及烟气中总水蒸气质量还包括以下步骤

其中

V_a.d.th.cr＝0.0889(w_c.b+0.375w_s.ar)+0.265w_h.ar-0.0333w_o.ar

w_wv.fg.AH.lv＝8.936w_h,ar+w_a.d.cr.AH.lv·h_a.ab+w_m,ar，

w_fg.AH.lv＝w_fg.d.AH.lv+w_wv.fg.AH.lv

步骤8所述的计算A侧和B侧空气预热器的漏风率，计算式为

w_lg.AH.en(A)＝w_fg.AH.lv(A)/(η_lg.AH(A)+1)

w_lg.AH.en(B)＝w_fg.AH.lv(B)/(η_lg.AH(B)+1)

步骤10.1：计算A侧和B侧空气预热器入口与出口的单位质量的干烟气焓(基准温度为25℃)，计算式为：

H_fg.AH＝[-123.1899+0.4065568×(t_fg.AH+273.61)+5.79505×10^-6×(t_fg.AH+273.61)²+6.331121×10^-8×(t_fg.AH+273.61)³-2.924434×10^-11×(t_fg.AH+273.61)⁴+2.4910090×10^-15×(t_fg.AH+273.61)⁵×2.3237，式中H_fg.AH.为不同位置的单位质量干烟气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，t_fg.AH为对应不同位置的干烟气温度(℃)；

H_wv.AH.＝[-239.4034+0.8274589×(t_wv.AH+273.61)-1.797539×10^-4×(t_wv.AH+273.61)²+3.934614×10^-7×(t_wv.AH+273.61)³-2.4158730×10^-10×(t_wv.AH+273.61)⁴+6.069264×10^-14×(t_wv.AH+273.61)⁵×2.3237，式中H_wv.AH为不同位置的单位质量干烟气中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，t_fg.AH为对应不同位置的干烟气温度(℃)。

步骤11所述的计算A侧和B侧空气预热器入口干烟气、烟气中的水蒸气经换热后相对于出口干烟气(不包含漏风部分)、烟气中的水蒸汽的放热量，还包括以下步骤：

步骤11.1：计算A侧和B侧空气预热器入口干烟气经换热后相对于出口干烟气(不包含漏风部分)的放热量ΔQ_fg.d.AH(A)和ΔQ_fg.d.AH(B)，计算式为：

ΔQ_fg.d.AH(A)＝w_{fg.d.AH.en(A)}×(H_{fg.d.AH.en(A)}-H_{fg.d.AH.lv(A)})

ΔQ_fg.d.AH(B)＝w_{fg.d.AH.en(B)}×(H_{fg.d.AH.en(B)}-H_{fg.d.AH.lv(B)})

其中ΔQ_fg.d.AH(A)和ΔQ_fg.d.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口干烟气经换热后相对于出口干烟气(不包含漏风部分)的放热量(kJ/h)，w_{fg.d.AH.en(A)}和w_{fg.d.AH.en(B)}为A侧和B侧空气预热器入口干烟气质量(kg/h)，H_{fg.d.AH.en(A)}、H_{fg.d.AH.en(B)}为A侧和B侧空气预热器入口的单位质量干烟气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_{fg.d.AH.lv(A)}、H_{fg.d.AH.lv(B)}为A侧和B侧空气预热器出口的单位质量干烟气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)；

步骤11.2：计算A侧和B侧空气预热器入口烟气中水蒸气经换热后相对于出口烟气中水蒸气(不包含漏风部分)的放热量ΔQ_wv.AH(A)和ΔQ_wv.AH(B)，计算式为：

ΔQ_wv.AH(A)＝w_wv.AH.en(A)×(H_wv.AH.en(A)-H_wv.AH.lv(A))

ΔQ_wv.AH(B)＝w_wv.AH.en(B)×(H_wv.AH.en(B)-H_wv.AH.lv(B))

其中，ΔQ_wv.AH(A)和ΔQ_wv.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口烟气中水蒸气经换热后相对于出口烟气中水蒸气(不包含漏风部分)的放热量(kJ/h)，w_wv.AH.en(A)和w_wv.AH.en(B)为A侧和B侧空气预热器入口烟气中水蒸气质量(kg/h)，H_{wv.AH.en(A/B)}、H_wv.AH.en(B)为A侧和B侧空气预热器入口的单位质量烟气中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_wv.AH.lv(A)、H_wv.AH.lv(B)为A侧和B侧空气预热器出口的单位质量烟气中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)；

步骤11.3：计算A侧和B侧空气预热器入口湿烟气经换热后相对于出口湿烟气(不包含漏风部分)的放热量ΔQ_fg.AH(A)和ΔQ_fg.AH(B)，计算式分别为：

ΔQ_fg.AH(A)＝ΔQ_fg.d.AH(A)+ΔQ_wv.AH(A)

ΔQ_fg.AH(B)＝ΔQ_fg.d.AH(B)+ΔQ_wv.AH(B)

其中，ΔQ_fg.AH(A)和ΔQ_fg.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口湿烟气经换热后相对于出口湿烟气(不包含漏风部分)的放热量(kJ/h)，ΔQ_fg.d.AH(A)和ΔQ_fg.d.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口干烟气经换热后相对于出口干烟气(不包含漏风部分)的放热量(kJ/h)，ΔQ_wv.AH(A)和ΔQ_wv.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口烟气中水蒸气(不包含漏风部分)经换热后相对于出口烟气中水蒸气的放热量(kJ/h)。

式中，ΔQ_lg.AH(A)和ΔQ_{lg.AH(B)分别}为A侧和B侧空气预热器的漏风吸热量(kJ/h)，w_{fg.d.AH.en(A)}和w_{fg.d.AH.lv(A)}分别为A侧空气预热器入口和出口的烟气质量(kg/h)，w_{fg.d.AH.en(B)}和w_{fg.d.AH.lv(B)}分别为B侧空气预热器入口和出口的烟气质量(kg/h)，H_a.p.AH.en(A)和H_a.p.AH.lv(A)分别为A侧空气预热器入口和出口的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_a.p.AH.en(B)和H_a.p.AH.lv(B)分别为B侧空气预热器入口和出口的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_a.p.AH为不同位置的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，t_a.p.AH为对应不同位置的干空气温度(℃)。

步骤14所述的判断空气侧的偏流情况，包括以下步骤：

步骤14.2采用迭代计算方法计算A侧和B侧空气预热器出口的一次风温度；

步骤14.3通过步骤14.2计算的A侧和B侧空气预热器出口的一次风温度和一次风与二次风的设计温度差值计算空气预热器出口二次风温度；一、二次风计算温度的计算方法为：初时设定一个较低的空气预热器出口一次风计算温度，数值略高于空气预热器入口的一次风实测温度，一次风计算温度再加上一次风与二次风的设计温度差值得到初始设定的二次风计算温度，根据设定的一、二次风计算温度求取一、二次风经过空气预热器后的计算吸热量，若一次风加上二次风的计算吸热量小于实际吸热量则将初时设定的一次风计算温度和二次风计算温度均加上步长λ(步长决定计算温度的精度)后作为下次计算的初始一、二次风计算温度重新代入计算，重复迭代过程直至一次风加上二次风的计算吸热量第一次大于或者等于实际吸热量时停止迭代，此时的设定一、二次风计算温度即为空气预热器出口的一、二次风计算温度，迭代过程可通过计算机编辑或人工计算等多种方式实现；

A侧和B侧一次风经过空气预热器换热后(未漏风部分)的计算吸热量ΔQ_a.p.AH,c(A)和ΔQ_a.p.AH,c(B)的公式为：

ΔQ_a.p.AH,c(A)＝q⁰ _a.p.AH.lv(A)×(H_{a.p.AH.lv.c(A)}-H_a.p.AH.en(A))+(q⁰ _a.p.AH.lv(A)×h_a.ab)×

(H_{wv.a.p.AH.lv.c(A)}-H_{wv.a.p.AH.en(A)}),

ΔQ_a.p.AH,c(B)＝q⁰ _a.p.AH.lv(B)×(H_{a.p.AH.lv.c(B)}-H_a.p.AH.en(B))+(q⁰ _a.p.AH.lv(B)×h_a.ab)×

(H_{wv.a.p.AH.lv.c(B)}-H_{wv.a.p.AH.en(B)})

式中，ΔQ_a.p.AH,c(A)和ΔQ_a.p.AH,c(B)为A侧和B侧空气预热器入口一次风(未漏风部分)经过换热后相对于出口一次风的计算吸热量(kJ/h)，q⁰ _a.p.AH.lv(A)和q⁰ _a.p.AH.lv(B)为A侧和B侧空气预热器设计的出口一次风量(kg/h)，H_{a.p.AH.lv.c(A)}和H_{a.p.AH.lv.c(B)}分别为对应A侧和B侧空气预热器出口的计算一次风温度得到的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_a.p.AH.en(A)和H_a.p.AH.en(B)为A侧和B侧空气预热器入口的实际测量一次风温度得到的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃),h_a.ab为空气绝对湿度(kg/kg),H_{wv.a.p.AH.lv.c(A)}和H_{wv.a.p.AH.lv.c(B)}分别为对应A侧和B侧空气预热器出口的计算一次风温度得到的单位质量的一次风中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_{wv.a.p.AH.en(A)}和H_{wv.a.p.AH.en(B)}为A侧和B侧空气预热器入口的实际测量一次风温度得到的单位质量的一次风中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)；

A侧和B侧二次风经过空气预热器换热后的计算吸热量ΔQ_s.p.AH,c(A)和ΔQ_s.p.AH,c(B)的公式为：

ΔQ_s.p.AH,c(A)＝q⁰ _s.p.AH.lv(A)×(H_{s.p.AH.lv.c(A)}-H_s.p.AH.en(A))+(q⁰ _s.p.AH(A)×h_a.ab)

×(H_{wv.s.p.AH.lv.c(A)}-H_{wv.s.p.AH.en(A)}),

ΔQ_s.p.AH,c(B)＝q⁰ _s.p.AH.lv(B)×(H_{s.p.AH.lv.c(B)}-H_s.p.AH.en(B))+(q⁰ _s.p.AH(B)×h_a.ab)

×(H_{wv.s.p.AH.lv.c(B)}-H_{wv.s.p.AH.en(B)})

式中，ΔQ_s.p.AH,c(A)和ΔQ_s.p.AH,c(B)为A侧和B侧空气预热器入口二次风经换热后相对于出口二次风的计算吸热量(kJ/h)，q⁰ _s.p.AH.lv(A)和q⁰ _s.p.AH.lv(B)为A侧和B侧空气预热器设计的出口二次风量(kg/h)，H_{s.p.AH.lv.c(A)}和H_{s.p.AH.lv.c(B)}分别为对应A侧和B侧空气预热器出口的计算二次风温度得到的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_s.p.AH.en(A)和H_s.p.AH.en(B)为A侧和B侧空气预热器入口的实际测量二次风温度得到的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃),h_a.ab为空气绝对湿度(kg/kg),H_{wv.s.p.AH.lv.c(A)}和H_{wv.s.p.AH.lv.c(B)}分别为对应A侧和B侧空气预热器出口的计算二次风温度得到的单位质量的二次风中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_{wv.a.p.AH.en(A)}和H_{wv.a.p.AH.en(B)}为A侧和B侧空气预热器入口的实际测量二次风温度得到的单位质量的二次风中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)；

A侧一次风和二次风经过空气预热器换热后的实际吸热量ΔQ_a.p.AH(A)+ΔQ_s.p.AH(A)和B侧一次风和二次风经过空气预热器换热后的实际吸热量ΔQ_a.p.AH(B)+ΔQ_s.p.AH(B)的计算公式分别为：

ΔQ_a.p.AH(A)+ΔQ_s.p.AH(A)＝ΔQ_fg.AH(A)-ΔQ_lg.AH(A)

ΔQ_a.p.AH(B)+ΔQ_s.p.AH(B)＝ΔQ_fg.AH(B)-ΔQ_lg.AH(B)

其中，ΔQ_a.p.AH(A)+ΔQ_s.p.AH(A)为A侧一次风和二次风经过空气预热器换热后的实际吸热量(kJ/h)，Q_a.p.AH(B)+ΔQ_s.p.AH(B)为B侧一次风和二次风经过空气预热器换热后的实际吸热量(kJ/h)，ΔQ_fg.AH(A)和ΔQ_fg.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器入口湿烟气经换热后相对于出口湿烟气(不包含漏风部分)的放热量(kJ/h)，ΔQ_lg.AH(A)和ΔQ_lg.AH(B)分别为A侧和B侧空气预热器的漏风吸热量(kJ/h)；

步骤14.5根据步骤14.4的计较结果判断提出的无偏流假设是否成立，若计算出的A侧和B侧空气预热器出口的一、二次风计算温度与一、二次风实际测量温度数值接近、趋势一致则无偏流假设成立，若计算出的A侧和B侧空气预热器出口的一、二次风计算温度与一、二次风实际测量温度数值偏差大、趋势相反则无偏流假设不成立；

步骤14.6验证判断结果是否成立；验证步骤14.1的假设结论是通过A侧和B侧一、二次风经过空气预热器换热后的实际吸热量，以及A侧和B侧空气预热器出口一、二次风的实际测量温度，空气预热器出口一次风和二次风质量的设计比例，共同计算A侧和B侧空气预热器出口的一、二次风计算质量，再根据计算结果比较两侧空气预热器出口的一、二次风计算质量判断空气侧的偏流情况，进而验证假设判结论；

A侧空气预热器出口的一次风计算质量q_{a.p.AH.lv.c(A)}和二次风计算质量q_{s.p.AH.lv.c(A)}的计算方程组为：

方程组一：q_{a.p.AH.lv.c(A)}×(H_{a.p.AH.lv.m(A)}-H_a.p.AH.en(A))+(q_{a.p.AH.lv.c(A)}×h_a.ab)×(H_{wv.a.p.AH.lv.m(A)}-H_{wv.a.p.AH.en(A)})+q_{s.p.AH.lv.c(A)}×(H_{s.p.AH.lv.m(A)}-H_s.p.AH.en(A))+(q_{s.p.AH.lv.c(A)}×h_a.ab)×(H_{wv.s.p.AH.lv.m(A)}-H_{wv.s.p.AH.en(A)})＝ΔQ_fg.AH(A)-ΔQ_lg.AH(A),

方程组二：q_{a.p.AH.lv.c(A)}＝K·q_{s.p.AH.lv.c(A)}

其中，q_{a.p.AH.lv.c(A)}为A侧空气预热器出口的一次风计算质量(kg/h)，q_{s.p.AH.lv.c(A)}为A侧空气预热器出口的二次风计算质量(kg/h),H_{a.p.AH.lv.m(A)}和H_a.p.AH.en(A)分别为对应A侧空气预热器出口和入口的实际测量一次风温度得到的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，h_a.ab为空气绝对湿度(kg/kg),H_{wv.a.p.AH.lv.m(A)}和H_{wv.a.p.AH.en(A)}为对应A侧空气预热器出口和入口的实际测量一次风温度得到的单位质量的一次风中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，q_{s.p.AH.lv.c(A)}为A侧空气预热器出口的二次风计算质量(kg/h)，H_{s.p.AH.lv.m(A)}和H_s.p.AH.en(A)分别为对应A侧空气预热器出口和入口的实际测量二次风温度得到的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_{wv.s.p.AH.lv.m(A)}和H_{wv.s.p.AH.en(A)}为对应A侧空气预热器出口和入口的实际测量二次风温度得到的单位质量的二次风中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，ΔQ_fg.AH(A)为A侧空气预热器入口湿烟气经换热后相对于出口湿烟气(不包含漏风部分)的放热量(kJ/h)，ΔQ_lg.AH(A)为A侧空气预热器的漏风吸热量(kJ/h)，K为空气预热器出口一次风质量与二次风质量的设计比例；

B侧空气预热器出口的一次风计算质量q_{a.p.AH.lv.c(B)}和二次风计算质量q_{s.p.AH.lv.c(B)}的计算方程组为：

方程组一：q_{a.p.AH.lv.c(B)}×(H_{a.p.AH.lv.m(B)}-H_a.p.AH.en(B))+(q_{a.p.AH.lv.c(B)}×h_a.ab)×(H_{wv.a.p.AH.lv.m(B)}-H_{wv.a.p.AH.en(B)})+q_{s.p.AH.lv.c(B)}×(H_{s.p.AH.lv.m(B)}-H_s.p.AH.en(B))+(q_{s.p.AH.lv.c(B)}×h_a.ab)×(H_{wv.s.p.AH.lv.m(B)}-H_{wv.s.p.AH.en(B)})＝ΔQ_fg.AH(B)-ΔQ_lg.AH(B),

方程组二：q_{a.p.AH.lv.c(B)}＝K·q_{s.p.AH.lv.c(B)}

其中，q_{a.p.AH.lv.c(B)}为B侧空气预热器出口的一次风计算质量(kg/h)，q_{s.p.AH.lv.c(B)}为B侧空气预热器出口的二次风计算质量(kg/h),H_{a.p.AH.lv.m(B)}和H_a.p.AH.en(B)分别为对应B侧空气预热器出口和入口的实际测量一次风温度得到的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，h_a.ab为空气绝对湿度(kg/kg),H_{wv.a.p.AH.lv.m(B)}和H_{wv.a.p.AH.en(B)}为对应B侧空气预热器出口和入口的实际测量一次风温度得到的单位质量的一次风中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，q_{s.p.AH.lv.c(B)}为B侧空气预热器出口的二次风计算质量(kg/h)，H_{s.p.AH.lv.m(B)}和H_s.p.AH.en(B)分别为对应B侧空气预热器出口和入口的实际测量二次风温度得到的单位质量干空气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，H_{wv.s.p.AH.lv.m(B)}和H_{wv.s.p.AH.en(B)}为对应B侧空气预热器出口和入口的实际测量二次风温度得到的单位质量的二次风中水蒸气焓(kJ/kg)(基准温度为25℃)，ΔQ_fg.AH(B)为B侧空气预热器入口湿烟气经换热后相对于出口湿烟气(不包含漏风部分)的放热量(kJ/h)，ΔQ_lg.AH(B)为B侧空气预热器的漏风吸热量(kJ/h)，K为空气预热器出口一次风质量与二次风质量的设计比例，如果验证假设结论与步骤14.1提出假设得出结论不一致则重复之前的全部步骤直到两者一致为止，如果验证假设结论与步骤14.1提出假设得出结论一致则通过比较A侧和B侧空气预热器出口的一、二次风计算质量与DSC表盘质量的偏差来判断出各测风装置的测量状况；

步骤14.7根据验证结果，按照判定的偏流介质的系统流程，结合介质参数综合寻找锅炉故障位置及故障原因。

Claims

1.一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，包括以下步骤：

步骤4：测量当地空气相对湿度并转化为空气绝对湿度；

步骤7：计算A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气质量；

步骤8：计算A侧和B侧空气预热器的漏风率；

步骤9：计算A侧和B侧空气预热器入口的湿烟气质量；

步骤13：判断烟气侧的偏流情况；

步骤14：判断空气侧的偏流情况。

2.根据权利要求1所述的一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，其特征在于：步骤6所述的计算空气预热器出口总干烟气质量及烟气中总水蒸气质量还包括以下步骤：

其中

V_a.d.th.cr＝0.0889(w_c.b+0.375w_s.ar)+0.265w_h.ar-0.0333w_o.ar

w_wv.fg.AH.lv＝8.936w_h,ar+w_a.d.cr.AH.lv·h_a.ab+w_m,ar，

w_fg.AH.lv＝w_fg.d.AH.lv+w_wv.fg.AH.lv

3.根据权利要求1所述的一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，其特征在于：步骤7所述的计算A侧和B侧空气预热器出口的湿烟气质量，计算式为

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4.根据权利要求1所述的一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，其特征在于：步骤8所述的计算A侧和B侧空气预热器的漏风率，计算式为

5.根据权利要求1所述的一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，其特征在于：步骤9所述的计算A侧和B侧空气预热器入口的湿烟气质量，计算式为

w_lg.AH.en(A)＝w_fg.AH.lv(A)/(η_lg.AH(A)+1)

w_lg.AH.en(B)＝w_fg.AH.lv(B)/(η_lg.AH(B)+1)

6.根据权利要求1所述的一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，其特征在于：步骤10所述的根据A侧和B侧空气预热器入口和出口的实测烟气温度计算对应位置处单位质量的干烟气焓及烟气中的水蒸气焓，还包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，其特征在于：步骤11所述的计算A侧和B侧空气预热器入口干烟气、烟气中的水蒸气经换热后相对于出口干烟气、烟气中的水蒸汽的放热量，还包括以下步骤：

ΔQ_fg.d.AH(A)＝w_{fg.d.AH.en(A)}×(H_{fg.d.AH.en(A)}-H_{fg.d.AH.lv(A)})

ΔQ_fg.d.AH(B)＝w_{fg.d.AH.en(B)}×(H_{fg.d.AH.en(B)}-H_{fg.d.AH.lv(B)})

ΔQ_wv.AH(A)＝w_wv.AH.en(A)×(H_wv.AH.en(A)-H_wv.AH.lv(A))

ΔQ_wv.AH(B)＝w_wv.AH.en(B)×(H_wv.AH.en(B)-H_wv.AH.lv(B))

ΔQ_fg.AH(A)＝ΔQ_fg.d.AH(A)+ΔQ_wv.AH(A)

ΔQ_fg.AH(B)＝ΔQ_fg.d.AH(B)+ΔQ_wv.AH(B)

8.根据权利要求1所述的一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，其特征在于：步骤12所述的计算A侧和B侧空气预热器的漏风部分相对于与烟气混合加热后的漏风吸热量，还包括以下步骤：

9.根据权利要求1所述的一种电站直吹式煤粉锅炉判断偏流介质的方法，其特征在于：步骤14所述的判断空气侧的偏流情况，包括以下步骤：

步骤14.2计算A侧和B侧空气预热器出口的一次风温度；

步骤14.3计算空气预热器出口二次风温度；

步骤14.5判断提出的无偏流假设是否成立；

步骤14.6验证判断结果是否成立；

步骤14.7根据验证结果分析锅炉故障位置以及故障原因。