CN1091507A

CN1091507A - 锅炉结渣自动预报方法及系统

Info

Publication number: CN1091507A
Application number: CN 93118952
Authority: CN
Inventors: 袁镇福; 浦兴国; 金武
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 1993-10-11
Filing date: 1993-10-11
Publication date: 1994-08-31

Abstract

本发明公开了一种锅炉结渣自动预报方法及系统。它是将布置在炉膛内的热流监测装置所输出的热流变化信号，由数据采集系统进行巡回检测，转换成数据信号送入数据处理单元，实时计算热流数据，根据炉内热流与结渣厚度的经验关联数据，确定炉内结渣厚度及分布，再根据上述监测点热流变化值，估计结渣变化趋势，其结果通过显示系统实时显示和预报，当结渣情况超过允许范围时，由报警装置发出声光报警。本发明的优点：即时、定量地预报锅炉炉内受热的结渣情况，指导工作人员改进操作，减少和消除炉内结渣。

Description

本发明涉及锅炉结渣自动预报方法及系统。

锅炉炉内结渣是一个很普遍的问题，不仅影响传热，降低锅炉出力，而且使炉内热负荷分布不均，导致水冷壁爆管，被迫停炉，有碍电厂的安全运行。结渣严重时，甚至可能导致锅炉爆炸，产生重大事故，造成严重经济损失和不良社会影响，大型电厂锅炉爆炸许多是因为炉内大量结渣引起的。

对于大型锅炉，炉膛宽和深有十几至二十米，对如此大的炉膛结渣情况进行直接观察是十分困难的。目前国内外常用的判断方法有：

（1）测量炉膛出口烟温，根据炉子结构，燃料的特性和投煤量等资料来近似计算炉内沾污系数，此法由于炉膛出口处烟气温度场、速度场都很不均匀，很难测淮出口烟温，同时近似的计算造成很大的误差，此法只能估计整个炉膛内结渣总的大致程度而对于结渣的面积、厚度、位置分布等都无法了解。

（2）测量炉内温度场及炉膛出口烟温来计算沾污系数，此法所得的沾污系数较（1）法可靠，但亦有（1）法一样的缺点，有此法实施极其困难，因为炉内温度场的测量工作量极其巨大，此法一般仅在专门试验时采用，而不能用于实时监测。

还有一些其它不常用的试验方法等等，它们都有二个致命的缺点，一是不能实时、在线监测;二是不能判断结渣的位置、厚度、分布等，总之都是一些对炉内结渣进行整体定性判断的方法。

本发明的目的是提供一种锅炉结渣自动预报方法及系统。

下面结合附图作详细说明。

附图是锅炉结渣自动预报系统方柜图。

锅炉结渣自动预报方法为：将布置在锅炉炉膛的炉内热流监测装置1所输出热流变化的电信号，由数据采集系统2进行巡回检测，并对信号进行放大，滤波后转换成数字信号送入数据处理单元3，此单元实时计算所测热流数据，根据预先通过试验获得的炉内热流与结渣厚度的经验关联数据，确定炉内各处的结渣厚度及结渣分布，再根据上述监测点热流变化值，估计结渣变化趋势，其结果通过显示系统4实时显示和预报，当结渣情况超过允许范围时，由报警装置5发出声光报警。所说的数据处理单元3计算结渣厚度与热流大小经验关联式是根据锅炉运行工况及周围环境温度等因素对炉内热流测量的影响，经试验获得。

锅炉结渣自动预报系统为：它包括布置在锅炉炉膛的若干炉内热流监测装置1，数据采集系统2，数据处理单元3，显示系统4及报警装置5。热流监测装置测量炉内各处热流，由数据采集系统采集信号后送至数据处理单元，对所测的炉内热流信号进行处理分析，转换成炉内结渣厚度和结渣分布，并估算结渣趋势，通过显示系统实时显示炉内结渣程度及分布情况预报结渣趋势，结渣严重时，报警装置将发出声光报警。所说的炉内热流监测装置是采用热阻式热流计，辐射式热流计，红外热象仪中的一种。

本发明的原理是基于炉渣的导热系数较小，炉内受热面结渣后影响高温火焰与受热面的传热，便热流量减少。锅炉点火燃烧后，清洁的受热面表面逐渐积灰和结渣，由于灰渣的导热系数极低，一般仅为0.017～0.035kw/（m.k），比空气夹层还低（400℃时，空气的λ＝0.054kw/（m.k）），因而其热阻很大，使受热面的吸热能力大为降低，随着灰渣层的不断加厚，受热面的热流不断下降，一般数小时之内会降低35%～60%（取决于燃烧品种和特性），所以只要监测受热面的吸收热流，从热流的变化情况即可测知结渣的程度。要想对炉内整个受热面进行监测，必须在受热面上等间距按装测点（几十至几百点），监测点测得的热流信号由数据采集系统进行采集，考虑众多的测点和锅炉运行现场的要求，数采系统宜在锅炉边就地安装，以靠近测点为原则，这样不仅节约大量测点信号引线的费用，而且可提高各电信号的抗干扰能力，数采系统包括巡回检测、模拟量滤波、A/D转换、线性化处理、工程单位变换等功能，并转换和处理后的结果送至数据处理单元。

数据处理单元进行数值计算和统计分析，从热流的变化值中计算出结渣的厚度，从对众多监测点结渣的统计分析中获得整个受热面结渣的面积、分布及严重程度等指标，同时从结渣程度随时间变化的趋势，推断出将来结渣的变化情况，不断作出预报，数据处理单元可以使用工业级微机或单片机，亦可以使用数字型的运算器和积算器等仪表。

显示系统和报警装置只是将数据处理单元计算出的各种结果显示出来，并在结渣严重时发生声光报警。显示的型式有多种，使用液晶或数码显示只能显示数字量和极少的几种符号，而使用计算机的显示器则可显示棒状图、趋势图、结渣分布图、炉内受热面结渣模拟图等各种图表，直观明了，符合运行人员的要求，一台工业级的微机系统可以同时兼有数据处理单元与显示系统的功能，是一种很好的选择。报警装置在电站锅炉的集控室内已有安装，一般有声（电铃）和光（光字牌）同时报警，只需接上报警的信号即可。

本发明的优点：

锅炉结渣自动预报系统即时、定量地预报锅炉炉内受热面的结渣情况，指导运行人员改进操作、减少和消除炉内结渣。

（1）结渣的减少和消除能增强受热面的吸热能力，增加锅炉出力和提高锅炉效率，对锅炉运行的经济性有很大的意义。

（2）结渣的减少和消除能减轻对受热面的高温腐蚀，延长锅炉的使用寿命和降低维修费用。

（3）结渣的减少和消除能避免高温受热面出现超温，从而减少爆管和局部爆裂等事故，可减少机组事故性停炉的次数。

（4）结渣的减少和消除能避免炉内因大量渣进入渣池引起的氢爆，造成炉膛爆炸等恶性事故，对锅炉运行的安全性有着重要的意义。

Claims

1、一种锅炉结渣自动预报方法，其特征在于将布置在锅炉炉膛的炉内热流监测装置[1]所输出热流变化的电信号，由数据采集系统[2]进行巡回检测，并对信号进行放大，滤波后转换成数字信号送入数据处理单元[3]，此单元实时计算所测热流数据，根据预先通过试验获得的炉内热流与结渣厚度的经验关联数据，确定炉内各处的结渣厚度及结渣分布，再根据上述监测点热流变化值，估计结渣变化趋势，其结果通过显示系统[4]实时显示和预报，当结渣情况超过允许范围时，由报警装置[5]发出声光报警。

2、根据权利要求1所述的一种锅炉结渣自动预报方法，其特征在于所说的数据处理单元[3]计算结渣厚度与热流大小的经验关联式是根据锅炉运行工况及周围环境温度对炉内热流测量的影响，经试验获得。

3、一种按照上述方法设计的锅炉结渣自动预报系统，其特征在于：它包括布置在锅炉炉膛的若干炉内热流监测装置[1]，数据采集系统[2]，数据处理单元[3]，显示系统[4]及报警装置[5];热流监测装置[1]测量炉内各处热流，由数据采集系统[2]采集信号后送至数据处理单元[3]，对所测的炉内热流信号进行处理分析，转换成炉内结渣厚度和结渣分布，并估算结渣趋势;通过显示系统[4]实时显示炉内结渣程度及分布情况，预报结渣趋势，结渣严重时报警装置[5]将发生声光报警。

4、根据权利要求3所述的一种按照上述方法设计的锅炉结渣自动预报系统，其特征在于所说的炉内热流监测装置[1]是采用热阻式热流计，辐射式热流计，红外热象仪中的一种。