CN110081448A - 锅炉炉膛智能吹灰系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锅炉炉膛智能吹灰系统,所述锅炉炉膛智能吹灰系统包括声波测温组件、控制组件和吹灰组件,所述声波测温组件安装在锅炉炉膛内,吹灰组件安装在安装在锅炉炉膛内,声波测温组件和吹灰组件分别和控制组件电连接,声波测温组件检测并计算锅炉炉膛各区域的温度值并将温度值传输给控制组件,控制组件根据温度值控制吹灰组件吹灰。这种装置的优点在于:优化控制锅炉吹灰器按需吹灰,减少了因不合理吹灰带来的锅炉管壁磨损和蒸汽消耗损失。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧设备智能化控制系统技术领域,具体而言,涉及一种锅炉炉膛智能吹灰系统。
背景技术
火电机组锅炉工作过程中,当锅炉燃用固体燃料(如煤等)或者含有灰份的液体燃料时,由于燃烧产物中含有灰粒、氧化硫等物质,形成大量的飞灰,如一台300MW的锅炉每昼夜的飞灰量可达700~1200t(视煤的含灰量多少而定)。飞灰在流经锅炉内的对流过热器、再热器、省煤器、水冷壁(四管)等对流受热面后,其中一部分以各种形式沉积在受热面上,造成受热面玷污,形成积灰,增加了传热热阻,产生高温烟气,其结果轻则影响锅炉正常运行,降低发电效率,重则导致降低负荷甚至非计划停炉,直接危及锅炉运行安全性和机组可用率。
为了有效清除受热面上的积灰,提高炉膛吸热效率及降低排烟温度,电厂在火电机组锅炉各受热面处通常均配备有吹灰器。它的必要性在于:①.避免积灰过多无法运行,造成停炉事故;②.避免由于总的传热阻力增大而导致的锅炉效率降低;③.减少积灰腐蚀炉管;④.降低积灰的速度,减少受热面热偏差,减少爆管事故发生;⑤.避免经常停炉检修而减少发电量和增加的检修费用;⑥.减轻人工清灰的劳动强度及费用。
目前电厂吹灰大多采用传统的定时吹灰或手动方式吹灰,这类方式往往不能顾及到积灰的实际情况,常常使吹灰间隔时间过长或过短。吹灰间隔时间过长,不但会造成积灰在数量上的积累,而且会使积灰层难以清理,达不到吹灰目的;而过度频繁地进行吹灰,一方面会浪费昂贵的吹灰介质,增加运行成本,另一方面在机械力和热疲劳的作用下,受热面的使用寿命会缩短,吹灰器的频繁使用还会缩短自身的使用寿命,增加额外的维护工作量和成本开销。由于吹灰是影响锅炉运行经济性的一个因素,因此,如何实现经济有效的吹灰便成为科技人员关注的问题之一,智能吹灰显得尤为重要。现有技术中,也有一些企业采用热电偶或红外辐射等手段并结合BP算法、RPROP算法等以实现锅炉内部实时烟气温度的在线监测及计算,但由于其通常只在锅炉尾部受热面设有烟温测点,其它如炉膛出口、高温对流区等处,因工作环境恶劣,布置于该区热电偶不能长时间正常工作,因此这些部位的烟温均不能实现实时监测。
综上所述,需要提供一种锅炉炉膛智能吹灰系统,其能够克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明旨在提供一种锅炉炉膛智能吹灰系统,其能够克服现有技术的缺陷。本发明的目的通过以下技术方案得以实现。
本发明的一个实施方式提供了一种锅炉炉膛智能吹灰系统,所述锅炉炉膛智能吹灰系统包括声波测温组件、控制组件和吹灰组件,所述声波测温组件安装在锅炉炉膛内,吹灰组件安装在安装在锅炉炉膛内,声波测温组件和吹灰组件分别和控制组件电连接,声波测温组件检测并计算锅炉炉膛各区域的温度值并将温度值传输给控制组件,控制组件根据温度值控制吹灰组件吹灰。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波测温组件包括声波发生器、声波接收器和分析单元,声波发生器和声波接收器分别安装在锅炉炉膛内,声波发生器和声波接收器分别与分析单元电连接,分析单元与控制组件电连接,控制组件和吹灰组件电连接。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波测温组件安装在锅炉炉膛出口折焰角处、锅炉集箱间内高温过热器联箱出口处和锅炉省煤器联箱入口处。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波测温组件还包括增压器,外部气源与增压器连通,增压器与声波发生器连通,声波发生器使用增压器增压后的空气发出脉冲声波。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波测温组件还包括触发器,触发器分别与声波发生器和分析单元电连接,分析单元通过触发器控制声波发生器。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波发生器的数量为一个或多个,声波接收器的数量为一个或多个,声波发生器和声波接收器的数量根据需要检测温度的区域数量决定。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述吹灰组件包括多个吹灰器,多个吹灰器安装在锅炉炉膛出口折焰角处、锅炉集箱间内高温过热器联箱出口处和锅炉省煤器联箱入口处并对准锅炉炉膛的受热面,多个吹灰器分别与控制组件电连接。
该锅炉炉膛智能吹灰系统的优点在于:采用声波气体温度场测量手段,优化指导吹灰器按需吹灰。能够避免像吹灰时产生高的环境噪音而导致系统所测得的温度数据出现错误;可对所有类型的锅炉吹类装置提供智能控制;,减少了因不合理吹灰带来的锅炉管壁磨损和蒸汽消耗损失。
附图说明
参照附图,本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案,而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:
图1示出了根据本发明一个实施方式的锅炉炉膛智能吹灰系统的框图;
图2示出了如图1所示的根据本发明一个实施方式的锅炉炉膛智能吹灰系统的安装位置示意图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案,已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此,本发明并不局限于下述可选实施方式,而仅由权利要求和它们的等同物限定。
图1示出了根据本发明一个实施方式的锅炉炉膛智能吹灰系统,所述锅炉炉膛智能吹灰系统包括声波测温组件1、控制组件2和吹灰组件3,所述声波测温组件1安装在锅炉炉膛内,吹灰组件3安装在安装在锅炉炉膛内,声波测温组件1和吹灰组件3分别和控制组件电连接,声波测温组件1检测并计算锅炉炉膛各区域的温度值并将温度值传输给控制组件2,控制组件2根据温度值控制吹灰组件3吹灰。所述控制组件2安装在炉膛外侧的锅炉电子间(未示出)内,吹灰组件3和控制组件2通过耐热电缆连接,。所述声波测温组件1可以使用先市场上现有的能够提供连续、可靠和精确的燃烧过程内部的温度信息的温度监测系统,如PyroMetrixTM系统等。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波测温组件1包括声波发生器11、声波接收器12和分析单元13,声波发生器11和声波接收器12分别安装在锅炉炉膛内,声波发生器11和声波接收器12分别与分析单元13电连接,分析单元13与控制组件2电连接,控制组件2和吹灰组件3电连接。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波测温组件1还包括增压器14,外部气源与增压器14连通,增压器14与声波发生器11连通,声波发生器11使用增压器14增压后的空气发出脉冲声波。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波测温组件1还包括触发器15,触发器15分别与声波发生器11和分析单元13电连接,分析单元13通过触发器15控制声波发生器11。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述声波发生器11的数量为一个或多个,声波接收器12的数量为一个或多个,声波发生器11和声波接收器12的数量根据需要检测温度的区域数量决定(例如当使用PyroMetrixTM系统作为声波测温组件时最多可以支持4个声波发生器和12个声波接收器)。
图2示出了如图1所示的根据本发明一个实施方式的锅炉炉膛智能吹灰系统的安装位置示意图。如图2所示,其中所述声波测温组件1安装在锅炉炉膛出口折焰角处100、锅炉集箱间内高温过热器联箱出口处200和锅炉省煤器联箱入口300处。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述吹灰组件3包括多个吹灰器31,多个吹灰器31安装在锅炉炉膛出口折焰角处100、锅炉集箱间内高温过热器联箱出口处200和锅炉省煤器联箱入口处300并对准锅炉炉膛的受热面,多个吹灰器31分别与控制组件2电连接。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述锅炉炉膛智能吹灰系统的工作原理为:声波测温组件1的触发器15发出触发信号,增压器14将来自外部气源加压至预设的压力(例如2.76Mpa或400psi),声波发生器11向炉膛内发射脉冲声波信号,声波信号经过炉膛内传播被安装在不同角度的声波接收器12接收,声波接收器12将接收到的声波信号转换成电信号并经过前置处理后送入分析单元13,分析单元13根据声波发射和不同接收位置接收信号的时差计算各区域温度值(例如利用TempView软件或其它同类型软件进行处理),分析单元13将各区域温度值送入控制组件2,控制组件2根据各区域温度与设计温度进行比较和运算,计算锅炉水冷壁和过热器的灰污程度,当区域灰污程度超过设定值时,控制组件2向吹灰组件3发出吹灰器控制指令信号并启动对应区域的吹灰器31进行吹灰。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中利用声波气体温度场测量技术的原理是气体中的声速取决于气体的温度。通过精确测量声波信号在炉膛内空气中穿过已知距离所需要的时间,就可以确定由声波发生器到接收器之间直线通道上的平均气体温度。
根据本发明的上述一个实施方式提供的锅炉炉膛智能吹灰系统,其中所述灰污程度的参数无法直接测量,需要由其他可以直接测量的物理量间接地推算出来。当工况一定时,受热面的进出焓差越小,灰污程度越大。受热面的进出口焓差的大小在某种程度上,反映了灰污程度。
该锅炉炉膛智能吹灰系统的优点在于:采用声波气体温度场测量手段,优化指导吹灰器按需吹灰。能够避免像吹灰时产生高的环境噪音而导致系统所测得的温度数据出现错误;可对所有类型的锅炉吹类装置提供智能控制;减少了因不合理吹灰带来的锅炉管壁磨损和蒸汽消耗损失。
当然应意识到,虽然通过本发明的示例已经进行了前面的描述,但是对本发明做出的将对本领域的技术人员显而易见的这样和其他的改进及改变应认为落入如本文提出的本发明宽广范围内。因此,尽管本发明已经参照了优选的实施方式进行描述,但是,其意并不是使具新颖性的设备由此而受到限制,相反,其旨在包括符合上述公开部分、权利要求的广阔范围之内的各种改进和等同修改。
Claims (8)
1.一种锅炉炉膛智能吹灰系统,其特征在于,所述锅炉炉膛智能吹灰系统包括声波测温组件、控制组件和吹灰组件,所述声波测温组件安装在锅炉炉膛内,吹灰组件安装在安装在锅炉炉膛内,声波测温组件和吹灰组件分别和控制组件电连接,声波测温组件检测并计算锅炉炉膛各区域的温度值并将温度值传输给控制组件,控制组件根据温度值控制吹灰组件吹灰。
2.如权利要求1所述的锅炉炉膛智能吹灰系统,其特征在于,所述声波测温组件包括声波发生器、声波接收器和分析单元,声波发生器和声波接收器分别安装在锅炉炉膛内,声波发生器和声波接收器分别与分析单元电连接,分析单元与控制组件电连接,控制组件和吹灰组件电连接。
3.如权利要求2所述的锅炉炉膛智能吹灰系统,其特征在于,所述声波测温组件安装在锅炉炉膛出口折焰角处、锅炉集箱间内高温过热器联箱出口处和锅炉省煤器联箱入口处。
4.如权利要求2所述的锅炉炉膛智能吹灰系统,其特征在于,所述声波测温组件还包括增压器,外部气源与增压器连通,增压器与声波发生器连通,声波发生器使用增压器增压后的空气发出脉冲声波。
5.如权利要求2所述的锅炉炉膛智能吹灰系统,其特征在于,所述声波测温组件还包括触发器,触发器分别与声波发生器和分析单元电连接,分析单元通过触发器控制声波发生器。
6.如权利要求2所述的锅炉炉膛智能吹灰系统,其特征在于,所述声波发生器的数量为一个或多个,声波接收器的数量为一个或多个,声波发生器和声波接收器的数量根据需要检测温度的区域数量决定。
7.如权利要求3所述的锅炉炉膛智能吹灰系统,其特征在于,所述吹灰组件包括多个吹灰器,多个吹灰器安装在锅炉炉膛出口折焰角处、锅炉集箱间内高温过热器联箱出口处和锅炉省煤器联箱入口处并对准锅炉炉膛的受热面,多个吹灰器分别与控制组件电连接。
8.如权利要求7所述的锅炉炉膛智能吹灰系统,其特征在于,所述吹灰器为燃气吹灰器、冲击波吹灰器、声波吹灰器或锅炉面自洁装置。
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