CN110864855A - 一种在中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的装置，其包括安装在空预器进口的第一烟气含氧量传感器、安装在空预器出口的第二烟气含氧量传感器、安装在空预器出口的飞灰含碳量传感器、数据采集单元和计算机。本发明还包括利用上述装置在中低负荷进行空预器漏风试验，并换算得到额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率的方法，本发明的方法简单、减少空预器漏风的现场协调工作量和实验成本且结果准确。

Description

一种在中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的装置及方法

技术领域

本发明属于燃煤锅炉节能技术领域，具体涉及一种中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的装置和方法。

背景技术

空气预热器(简称空预器，以下同)是电站锅炉中最重要的辅机之一。空预器漏风率是表征空预器运行特性的重要参数，而空预器漏风试验是电站锅炉重要的试验项目。当空预器漏风过大时一方面造成空预器换热能力下降，严重时会导致进入锅炉的热风温度降低，锅炉效率降低，进而降低机组的经济性；另一方面导致风机电耗升高，当风机设计出力不足时甚至导致电站锅炉被迫降负荷运行。通过空预器漏风试验可以了解空预器的运行特性，了解其安全运行状况及节能潜力。一般情况下，根据空预器漏风试验结果，调整密封间隙或通过改造减少空预器漏风。因此，空预器漏风率是电站锅炉安全、经济运行一个很重要的指标。

已有测试表明随着锅炉负荷的降低，空预器漏风率逐渐增大。为了便于比较空预器的性能指标，一般在锅炉额定负荷或最大出力(BMCR工况下)进行空预器漏风试验。空预器漏风试验一般持续2h以上，在加上试验前准备和试验后数据稳定的需要，往往需电厂向电网调度机构协助申请在额定负荷维持4h以上进行空预器漏风试验。

随着越来越多燃煤机组参与调峰，锅炉维持在额定负荷下的时间段越来越少，电厂向电网调度机构申请负荷的协调工作难度增加，或者争取到的时间段越来越少，空预器漏风试验持续时间有时低于1h。试验人员迫于时间压力，减少数据的测量时间，往往会增加试验误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法简单、减少空预器漏风的现场协调工作量和实验成本的中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的装置及方法。

本发明采用如下技术方案：

一种在中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的装置，其包括安装在空预器进口的第一烟气含氧量传感器、安装在空预器出口的第二烟气含氧量传感器、安装在空预器出口的飞灰含碳量传感器、数据采集单元和计算机；所述第一烟气含氧量传感器、第二烟气含氧量传感器、飞灰含碳量的输出端分别接数据采集单元的相应输入端；所述数据的采集单元的相应输出端口接所述计算机的相应输入端口。

该装置中，所述第一烟气含氧量传感器和第二烟气含氧量传感器的型号为O2S-FR-T2-18C/B/A；所述飞灰含碳量传感器的型号为C-FH-T1-01；所述数据采集单元的型号为KY-DAQPR1-3000。

一种利用上述装置在中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的方法，其包括如下步骤：

(1)数据的采集；

(2)数据的输入；

(3)数据的计算；

所述数据的计算包括：中低负荷下实际空预器漏风率的计算、额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率的计算、额定负荷或BMCR工况下一次风漏风率的计算、额定负荷或BMCR工况下二次风漏风率的计算、基于效率不变和蒸汽参数不变情况下额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率的计算。

其中，通过计算中低负荷下实际空预器漏风率和漏风量，然后根据额定负荷或BMCR工况下空预器的一/二次风设计漏风量的比例对空预器总漏风量进行分配，最终计算出中低负荷下实际空预器的一次风漏风率和二次风漏风率。

方法中，所述数据采集步骤中，通过第一烟气含氧量传感器、第二烟气含氧量传感器和飞灰含碳量采集如下数据：

a、第一烟气含氧量传感器所采集的烟气中氧的体积百分数；

b、第二烟气含氧量传感器所采集的烟气中氧的体积百分数；

c、飞灰含碳量传感器所采集的可燃物占飞灰的质量百分数。

方法中，所述数据输入步骤中，向计算机输入如下原始数据：

额定负荷或BMCR工况下空预器一次风设计漏风量、额定负荷或BMCR工况下空预器一次风量、中低负荷下空预器一次风量、额定负荷或BMCR工况下空预器二次风设计漏风量、额定负荷或BMCR工况下空预器二次风量、中低负荷下空预器二次风量、额定负荷或BMCR工况下空预器进口湿烟气流量、原煤中灰分的质量分数、原煤中元素氮的质量分数、原煤中元素氮的质量分数、原煤中元素碳的质量分数、原煤中元素氧的质量分数、原煤中元素氢的质量分数、原煤中灰分的质量分数、原煤中水分的质量分数、炉渣占燃料总灰量的质量分数、飞灰占燃料总灰量的质量分数、炉渣中可燃物的质量分数、所检测的空预器侧烟道中的飞灰中可燃物的质量分数、空气相对湿度、空气温度、给煤量、额定负荷或BMCR工况下给煤量、额定负荷或BMCR工况下蒸发量。

方法中，所述中低负荷下实际空预器漏风率的计算方法为：

在中低负荷下一个稳定的时间段内(＞2h)测量空预器漏风率α；按下述公式(1)计算；

m_lv—空预器出口的烟气量，单位kg/kg；

m_en—空预器进口的烟气量，单位kg/kg；

空预器进口的烟气量按下述公式(2)计算：

m_en＝ρ_en×(V_en.d+V_wv.en)(2)

ρ_en—空预器进口的烟气密度，单位kg/m³；

V_en.d—空预器进口的干烟气体积，单位m³/kg；

V_wv.en—空预器进口的烟气中水蒸气体积，m³/kg。

空预器出口的烟气量按下述公式(3)计算：

m_lv＝ρ_lv×(V_lv.d+V_wv.lv) (3)

ρ_lv—空预器出口的烟气密度，单位kg/m³；

V_lv.d—空预器出口的干烟气体积，单位m³/kg；

V_wv.lv—空预器出口的烟气中水蒸气体积，m³/kg。

空预器进、出口的烟气密度ρ₀、干烟气体积V_fg.d和烟气中的水蒸气体积V_wv.fg根据所在位置的数据由下述公式(4)至公式(14)计算：

V_fg.d＝V_fg.d.th+(α-1)V_a.d.th (4)

V_a.d.th＝0.0888w_c.b+0.0333w_S.ar+0.2647w_H.ar-0.0334w_O.ar(8)

p_wv.sat＝611.7927+42.7809t_a+1.6883t_a ²+1.2079×10^-2t_a ³+6.1637×10^-4t_a ⁴

(12)

—分别为烟气中O₂、CO₂、CO、SO₂、N₂、NO和水蒸气的体积分数，％，其中：

V_fg.d.th—每千克原煤燃烧生成的理论干烟气量，m³/kg；

α—空预器出口处的过剩空气系数；

V_a.d.th—每千克原煤燃烧需要的理论空气量，m³/kg；

B—锅炉给煤量，kg/s；

V_fg.d—每千克原煤燃烧生成的干烟气体积，m³/kg；

V_wv,fg—每千克原煤燃烧生成的烟气中水蒸气体积，m³/kg；

w_c,b—原煤中实际燃烧碳的质量分数，％；

w_as.ar—原煤中灰分的质量分数，％；

w_c.rs.m—灰渣平均可燃物的质量分数，％；

w_S.ar—原煤中元素氮的质量分数，％；

w_N.ar—原煤中元素氮的质量分数，％；

w_C.ar—原煤中元素碳的质量分数，％；

w_O.ar—原煤中元素氧的质量分数，％；

w_H.ar—原煤中元素氢的质量分数，％；

w_as.ar—原煤中灰分的质量分数，％；

w_m.ar—原煤中水分的质量分数，％；

w_s、w_as—分别为炉渣、飞灰占燃料总灰量的质量分数，％，且w_s+w_as＝1；

w_c.s、w_c.as—分别为炉渣、飞灰中可燃物的质量分数，％；

h_a.re—空气相对湿度，％；

t_a—空气温度，℃。

方法中，中低负荷下实际空预器一次风漏风率通过如下公式(15)计算：

Δq_pri,d,h—额定负荷或BMCR工况下空预器一次风设计漏风量，t/h；

Δq_sec,d,h—额定负荷或BMCR工况下空预器二次风设计漏风量，t/h；

ω_pri—中低负荷下空预器一次风量，t/h。

方法中，中低负荷下实际空预器二次风漏风率通过如下公式(16)计算：

方法中，额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率通过如下方法计算：

根据在中低负荷下的空预器漏风率测试结果，按下述公式(7)计算空预器的总漏风量Δq_m：

额定负荷下(或BMCR工况下)空预器漏风率a_d，按下述公式(18)计算：

q_m,d——额定负荷下(或BMCR工况下)空预器进口湿烟气流量，单位t/h。

方法中，所述额定负荷或BMCR工况下一次风漏风率通过如下方法计算：

根据中低负荷下一次风漏风率的测试结果，按下述公式(19)计算额定负荷或BMCR工况下一次风漏风率a_pri,d：

a_pri,d—额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风漏风率，％；

a_pri—中低负荷下空预器一次风漏风率，％；

ω_pri—中低负荷下空预器一次风量，t/h；

ω_pri,d—额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风量，t/h。

方法中，所述额定负荷或BMCR工况下二次风漏风率通过如下方法计算：

根据中低负荷下二次风漏风率的测试结果，按下述公式(20)计算额定负荷或BMCR工况下二次风漏风率：

a_sec,d—额定负荷下(或BMCR工况下)空预器二次风漏风率，％；

a_sec—中低负荷下空预器二次风漏风率，％,测试结果；

ω_sec—中低负荷下空预器二次风量，t/h；

ω_sec,d—额定负荷或BMCR工况下空预器二次风量，t/h。

方法中，所述基于效率不变和蒸汽参数不变情况下额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率通过如下方法计算：

锅炉在高低负荷下热效率或燃烧效率变化低于2.5％时，可直接用锅炉燃煤量计算空预器漏风率a_d，如下述公式(21)：

B_d—额定负荷下(或BMCR工况下)锅炉燃煤量，t/h；

B—中低负荷下锅炉燃煤量，t/h；

锅炉高、低负荷下热效率变化低于2.5％，同时汽水参数相差不多的情况下，可直接用锅炉蒸发量计算空预器漏风率a_d，如下述公式(22)：

D_d—额定负荷下(或BMCR工况下)锅炉蒸发量，t/h；

D—中低负荷下锅炉蒸发量，t/h。

本发明的有益效果在于：本发明根据中低负荷下间隙增大导致的漏风增量与压差减小导致的漏风减量相互抵消，空预器在不同负荷下漏风量基本不变的规律。创造性提出了一种基于空预器在中低负荷下进行空预器漏风试验，并换算到额定负荷(或BMCR工况)下的方法。减少空预器漏风的现场协调工作量，拓展空预器漏风的负荷时间段，减少试验成本，其指标便于比较，对参与调峰的燃煤机组节能工作有重大的指导意义。

本发明在换算到额定负荷(或BMCR工况)下时，采用基于空预器进口烟气量进行换算，空预器进口烟气量已经在空预器漏风测试中计算得出，方法简单、实用，创造性提出了一种符合实际、较为精确的，且计算方法简单的方法。

当现场对准确性要求不高时，锅炉效率变化＜5％，蒸汽参数变化不大时，本发明还创造性提供一种根据燃煤量和蒸发量换算到额定负荷(或BMCR工况)下的方法，使测试方法更为简单、实用。

附图说明

图1为本发明装置的系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、组建检测平台。

所述检测平台包括安装在空预器进口的第一烟气含氧量传感器PO1、安装在空预器出口的第二烟气含氧量传感器PO2、安装在空预器出口的飞灰含碳量传感器PWas、数据采集单元和安装有Visual Basic软件的计算机；第一烟气含氧量传感器PO1、第二烟气含氧量传感器PO2、飞灰含碳量PWas的输出端分别接数据采集单元的相应输入端；所述数据的采集单元的相应输出端口接所述计算机的相应输入端口。

二、采样及输入步骤。

a、采集如下数据：

第一烟气含氧量传感器PO1所采集的烟气中氧的体积百分数，单位％；

第二烟气含氧量传感器PO2所采集的烟气中氧的体积百分数，单位％；

Was飞灰含碳量传感器PWas所采集的可燃物占飞灰的质量百分数，单位％。

b、输入如下原始数据：

Δq_pri,d,h额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风设计漏风量，单位t/h；

ω_pri额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风量，单位t/h；

ω_pri,d中低负荷下空预器一次风量，单位t/h；

Δq_sec,d,h额定负荷下(或BMCR工况下)空预器二次风设计漏风量，单位t/h；

ω_sec额定负荷下(或BMCR工况下)空预器二次风量，单位t/h；

ω_sec,d中低负荷下空预器二次风量，单位t/h；

w_as.ar原煤中灰分的质量分数，单位％；

w_S.ar原煤中元素氮的质量分数，单位％；

w_N.ar原煤中元素氮的质量分数，单位％；

w_C.ar原煤中元素碳的质量分数，单位％；

w_O.ar原煤中元素氧的质量分数，单位％；

w_H.ar原煤中元素氢的质量分数，单位％；

w_as.ar原煤中灰分的质量分数，单位％；

w_m.ar原煤中水分的质量分数，单位％；

w_s炉渣占燃料总灰量的质量分数，单位％；

w_as飞灰占燃料总灰量的质量分数，单位％；

w_c.s炉渣中可燃物的质量分数，单位％；

w_c.s所检测的空预器侧烟道中的飞灰中可燃物的质量分数，单位％；

h_a.re空气相对湿度，单位％；

t_a空气温度，单位℃；

B中低负荷下的给煤量，单位t/h；

D中低负荷下的蒸发量，单位t/h；

B_d额定负荷下(或BMCR工况下)给煤量，单位t/h；

D_d额定负荷下(或BMCR工况下)蒸发量，单位t/h。

三、计算步骤

I、中低负荷下实际空预器漏风率α的计算

在中低负荷下一个稳定的时间段内(＞2h)测量空预器漏风率α。按下述公式(1)计算空预器漏风率α：

m_lv—空预器出口的烟气量，单位kg/kg；

m_en—空预器进口的烟气量，单位kg/kg；

空预器进口的烟气量按下述公式(2)计算：

m_en＝ρ_en×(V_en.d+V_wv.en) (2)

ρ_en—空预器进口的烟气密度，单位kg/m³；

V_en.d—空预器进口的干烟气体积，单位m³/kg；

V_wv.en—空预器进口的烟气中水蒸气体积，m³/kg。

空预器出口的烟气量按下述公式(3)计算：

m_lv＝ρ_lv×(V_lv.d+V_wv.lv) (3)

ρ_lv—空预器出口的烟气密度，单位kg/m³；

V_lv.d—空预器出口的干烟气体积，单位m³/kg；

V_wv.lv—空预器出口的烟气中水蒸气体积，m³/kg。

空预器进、出口的烟气密度ρ₀、干烟气体积V_fg.d和烟气中的水蒸气体积V_wv.fg根据所在位置的数据由下述公式(4)至公式(14)计算：

V_fg.d＝V_fg.d.th+(α-1)V_a.d.th (4)

V_a.d.th＝0.0888w_c.b+0.0333w_S.ar+0.2647w_H.ar-0.0334w_O.ar (8)

p_wv.sat＝611.7927+42.7809t_a+1.6883t_a ²+1.2079×10^-2t_a ³+6.1637×10^-4t_a ⁴

(12)

—分别为烟气中O₂、CO₂、CO、SO₂、N₂、NO和水蒸气的体积分数，％，其中：

V_fg.d.th—每千克原煤燃烧生成的理论干烟气量，m³/kg；

α—空预器出口处的过剩空气系数；

V_a.d.th—每千克原煤燃烧需要的理论空气量，m³/kg；

B—锅炉给煤量，kg/s；

V_fg.d—每千克原煤燃烧生成的干烟气体积，m³/kg；

V_wv,fg—每千克原煤燃烧生成的烟气中水蒸气体积，m³/kg；

w_c,b—原煤中实际燃烧碳的质量分数，％；

w_as.ar—原煤中灰分的质量分数，％；

w_c.rs.m—灰渣平均可燃物的质量分数，％；

w_S.ar—原煤中元素氮的质量分数，％；

w_N.ar—原煤中元素氮的质量分数，％；

w_C.ar—原煤中元素碳的质量分数，％；

w_O.ar—原煤中元素氧的质量分数，％；

w_H.ar—原煤中元素氢的质量分数，％；

w_as.ar—原煤中灰分的质量分数，％；

w_m.ar—原煤中水分的质量分数，％；

w_s、w_as—分别为炉渣、飞灰占燃料总灰量的质量分数，％，且w_s+w_as＝1；

w_c.s、w_c.as—分别为炉渣、飞灰中可燃物的质量分数，％；

h_a.re—空气相对湿度，％；

t_a—空气温度，℃。

II、中低负荷下一次风漏风率的测试结果a_pri的计算

根据额定负荷或BMCR工况下空预器一、二次风设计漏风量的比例对烟气中的总漏风量进行分配，按下述公式(15)计算中低负荷下实际空预器一次风漏风率：

Δq_pri,d,h—额定负荷或BMCR工况下空预器一次风设计漏风量，t/h；

Δq_sec,d,h—额定负荷或BMCR工况下空预器二次风设计漏风量，t/h；

ω_pri—中低负荷下空预器一次风量，t/h。

III、中低负荷下实际空预器二次风漏风率a_sec的计算

根据额定负荷或BMCR工况下空预器一、二次风设计漏风量的比例对烟气中的总漏风量进行分配，按下述公式(16)计算中低负荷下实际空预器二次风漏风率：

Ⅳ、额定负荷下(或BMCR工况下)空预器漏风率a_d的计算

空预器在低负荷下运行，一方面由于烟温降低，换热元件膨胀量减小，转子与壳体之间的间隙增加，使得漏风量增加；但另一方面，低负荷下一次风压、二次风压和烟气侧的压差减小，基于伯努利方程的压差诱导原理，反而使得漏风量减小。二者相互抵消，空预器漏风量随着负荷的变化很小。

根据在中低负荷下的空预器漏风率测试结果，根据高低负荷下烟气量不同计算额定负荷下(或BMCR工况下)空预器漏风率。

按下述公式(17)计算空预器的总漏风量Δq_m：

额定负荷下(或BMCR工况下)空预器漏风率a_d，按下述公式(18)计算：

q_m,d——额定负荷下(或BMCR工况下)空预器进口湿烟气流量，单位t/h。

Ⅴ、额定负荷下(或BMCR工况下)一次风漏风率a_pri,d的计算

根据中低负荷下一次风漏风率的测试结果a_pri，根据高低负荷下烟气量不同计算额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风漏风率。

按下述公式(19)计算额定负荷下(或BMCR工况下)一次风漏风率a_pri,d：

a_pri,d——额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风漏风率，％；

a_pri——中低负荷下空预器一次风漏风率，％,测试结果；

ω_pri——中低负荷下空预器一次风量，t/h；

ω_pri,d——额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风量，t/h；

Ⅵ、额定负荷下(或BMCR工况下)二次风漏风率a_sec,d的计算

根据中低负荷下二次风漏风率的测试结果a_sec，根据高低负荷下烟气量不同计算额定负荷下(或BMCR工况下)空预器二次风漏风率。

按下述公式(20)计算额定负荷下(或BMCR工况下)二次风漏风率a_sec,d：

a_sec,d——空预器二次风漏风率，％；

a_sec——中低负荷下空预器二次风漏风率，％,测试结果；

ω_sec——中低负荷下空预器二次风量，t/h；

ω_sec,d——额定负荷下(或BMCR工况下)空预器二次风量，t/h；

Ⅶ、基于效率不变和蒸汽参数不变情况下额定负荷下(或BMCR工况下)空预器漏风率a_d的计算

锅炉在高低负荷下热效率(或燃烧效率)变化低于2.5％时，可直接用锅炉燃煤量计算空预器漏风率a_d，如下述公式(21)：

B_d——额定负荷下(或BMCR工况下)锅炉燃煤量，t/h；

B——中低负荷下锅炉燃煤量，t/h；

锅炉高、低负荷下热效率变化低于2.5％同时汽水参数相差不多的情况下，可直接用锅炉蒸发量计算空预器漏风率a_d，如下述公式(22)：

D_d——额定负荷下(或BMCR工况下)锅炉蒸发量，t/h；

D——中低负荷下锅炉蒸发量，t/h；

基于效率不变和蒸汽参数不变情况下额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风漏风率和二次风漏风率，可参照本方法进行。

计算例

以某电厂锅炉空预器漏风测试为例，在锅炉低负荷(蒸发量487t/h)完成试验，采用本发明提供的方法将空预器漏风、一次风漏风率、二次风漏风率等修正至BMCR工况(1490t/h左右)。示例如下：

在锅炉低负荷(蒸发量487t/)时，采集数据见表1。

表1 采集数据

通过查设计资料、气象资料、表盘数据等其他输入的原始数据见表2。

表2 其他原始数据

根据表1和表2所得的数据，代入式(1)～式(22)进行计算，结果如下：

I、中低负荷下实际空预器漏风率α的计算

空预器漏风率α：

空预器进口的烟气量：

m_en＝ρ_en×(V_en.d+V_wv.en)＝9.1126，kg/kg；

空预器出口的烟气量：

m_lv＝ρ_lv×(V_lv.d+V_wv.lv)＝10.5379，kg/kg

空预器进口的烟气密度ρ₀、干烟气体积V_fg.d和烟气中的水蒸气体积V_wv.fg等参数的计算：

V_fg.d＝V_fg.d.th+(α-1)V_a.d.th＝6.3145，m³/kg；

V_a.d.th＝0.0888w_c.b+0.0333w_S.ar+0.2647w_H.ar-0.0334w_O.ar＝4.82，m³/kg；

p_wv.sat＝611.7927+42.7809t_a+1.6883t_a ²+1.2079×10^-2t_a ³+6.1637×10^-4t_a ⁴＝4363.25，Pa；

空预器出口的烟气密度ρ₀、干烟气体积V_fg.d和烟气中的水蒸气体积V_wv.fg等参数的计算：

V_fg.d＝V_fg.d.th+(α-1)V_a.d.th＝7.4575，m³/kg；

II、中低负荷下一次风漏风率的测试结果a_pri的计算

III、中低负荷下实际空预器二次风漏风率a_sec的计算

Ⅳ、BMCR工况下空预器漏风率a_d的计算

空预器的总漏风量Δq_m的计算：

BMCR工况下空预器漏风率a_d的计算：

Ⅴ、BMCR工况下一次风漏风率a_pri,d的计算

Ⅵ、BMCR工况下二次风漏风率a_sec,d的计算

Ⅶ、基于效率不变和蒸汽参数不变情况下BMCR工况下空预器漏风率a_d的计算

锅炉在高低负荷下热效率(或燃烧效率)变化低于2.5％，用锅炉燃煤量计算空预器漏风率a_d：

一次风漏风率a_pri,d：

二次风漏风率a_sec,d：

锅炉高、低负荷下热效率变化低于2.5％同时汽水参数相差不多，用锅炉蒸发量计算空预器漏风率a_d：

一次风漏风率a_pri,d：

二次风漏风率a_sec,d：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的装置，其特征在于，其包括安装在空预器进口的第一烟气含氧量传感器、安装在空预器出口的第二烟气含氧量传感器、安装在空预器出口的飞灰含碳量传感器、数据采集单元和计算机；所述第一烟气含氧量传感器、第二烟气含氧量传感器、飞灰含碳量的输出端分别接数据采集单元的相应输入端；所述数据的采集单元的相应输出端口接所述计算机的相应输入端口。

2.一种利用权利要求1所述装置在中低负荷下测量电站锅炉空预器漏风率的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)数据的采集；

(2)数据的输入；

(3)数据的计算；

所述数据的计算包括：中低负荷下实际空预器漏风率的计算、额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率的计算、额定负荷或BMCR工况下一次风漏风率的计算、额定负荷或BMCR工况下二次风漏风率的计算、基于效率不变和蒸汽参数不变情况下额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率的计算。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据采集步骤中，通过第一烟气含氧量传感器、第二烟气含氧量传感器和飞灰含碳量采集如下数据：

a、第一烟气含氧量传感器所采集的烟气中氧的体积百分数；

b、第二烟气含氧量传感器所采集的烟气中氧的体积百分数；

c、飞灰含碳量传感器所采集的可燃物占飞灰的质量百分数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据输入步骤中，向计算机输入如下原始数据：

额定负荷或BMCR工况下空预器一次风设计漏风量、额定负荷或BMCR工况下空预器一次风量、中低负荷下空预器一次风量、额定负荷或BMCR工况下空预器二次风设计漏风量、额定负荷或BMCR工况下空预器二次风量、中低负荷下空预器二次风量、额定负荷或BMCR工况下空预器进口湿烟气流量、原煤中灰分的质量分数、原煤中元素氮的质量分数、原煤中元素氮的质量分数、原煤中元素碳的质量分数、原煤中元素氧的质量分数、原煤中元素氢的质量分数、原煤中灰分的质量分数、原煤中水分的质量分数、炉渣占燃料总灰量的质量分数、飞灰占燃料总灰量的质量分数、炉渣中可燃物的质量分数、所检测的空预器侧烟道中的飞灰中可燃物的质量分数、空气相对湿度、空气温度、给煤量、额定负荷或BMCR工况下给煤量、额定负荷或BMCR工况下蒸发量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述中低负荷下实际空预器漏风率的计算方法为：

在中低负荷下一个稳定的时间段内(＞2h)测量空预器漏风率α；按下述公式(1)计算；

m_lv—空预器出口的烟气量，单位kg/kg；

m_en—空预器进口的烟气量，单位kg/kg；

空预器进口的烟气量按下述公式(2)计算：

m_en＝ρ_en×(V_en.d+V_wv.en) (2)

ρ_en—空预器进口的烟气密度，单位kg/m³；

V_en.d—空预器进口的干烟气体积，单位m³/kg；

V_wv.en—空预器进口的烟气中水蒸气体积，m³/kg。

空预器出口的烟气量按下述公式(3)计算：

m_lv＝ρ_lv×(V_lv.d+V_wv.lv) (3)

ρ_lv—空预器出口的烟气密度，单位kg/m³；

V_lv.d—空预器出口的干烟气体积，单位m³/kg；

V_wv.lv—空预器出口的烟气中水蒸气体积，m³/kg。

空预器进、出口的烟气密度ρ₀、干烟气体积V_fg.d和烟气中的水蒸气体积V_wv.fg根据所在位置的数据由下述公式(4)至公式(14)计算：

V_fg.d＝V_fg.d.th+(α-1)V_a.d.th (4)

V_a.d.th＝0.0888w_c.b+0.0333w_S.ar+0.2647w_H.ar-0.0334w_O.ar (8)

p_wv.sat＝611.7927+42.7809t_a+1.6883t_a ²+1.2079×10^-2t_a ³+6.1637×10^-4t_a ⁴(12)

—分别为烟气中O₂、CO₂、CO、SO₂、N₂、NO和水蒸气的体积分数，％，其中：

V_fg.d.th—每千克原煤燃烧生成的理论干烟气量，m³/kg；

α—空预器出口处的过剩空气系数；

V_a.d.th—每千克原煤燃烧需要的理论空气量，m³/kg；

B—锅炉给煤量，kg/s；

V_fg.d—每千克原煤燃烧生成的干烟气体积，m³/kg；

V_wv,fg—每千克原煤燃烧生成的烟气中水蒸气体积，m³/kg；

w_c,b—原煤中实际燃烧碳的质量分数，％；

w_as.ar—原煤中灰分的质量分数，％；

w_c.rs.m—灰渣平均可燃物的质量分数，％；

w_S.ar—原煤中元素氮的质量分数，％；

w_N.ar—原煤中元素氮的质量分数，％；

w_C.ar—原煤中元素碳的质量分数，％；

w_O.ar—原煤中元素氧的质量分数，％；

w_H.ar—原煤中元素氢的质量分数，％；

w_as.ar—原煤中灰分的质量分数，％；

w_m.ar—原煤中水分的质量分数，％；

w_s、w_as—分别为炉渣、飞灰占燃料总灰量的质量分数，％，且w_s+w_as＝1；

w_c.s、w_c.as—分别为炉渣、飞灰中可燃物的质量分数，％；

h_a.re—空气相对湿度，％；

t_a—空气温度，℃。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述中低负荷下实际空预器一次风漏风率的计算方法为：

Δq_pri,d,h—额定负荷或BMCR工况下空预器一次风设计漏风量，t/h；

Δq_sec,d,h—额定负荷或BMCR工况下空预器二次风设计漏风量，t/h；

ω_pri—中低负荷下空预器一次风量，t/h。

中低负荷下实际空预器二次风漏风率的计算方法为：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率通过如下方法计算：

根据在中低负荷下的空预器漏风率计算结果，按下述公式(17)计算空预器的总漏风量Δq_m：

额定负荷下(或BMCR工况下)空预器漏风率a_d，按下述公式(16)计算：

q_m,d——额定负荷下(或BMCR工况下)空预器进口湿烟气流量，单位t/h。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述额定负荷或BMCR工况下一次风漏风率通过如下方法计算：

根据中低负荷下一次风漏风率的计算结果，按下述公式(19)计算额定负荷或BMCR工况下一次风漏风率a_pri,d：

a_pri,d—额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风漏风率，％；

a_pri—中低负荷下空预器一次风漏风率，％；

ω_pri—中低负荷下空预器一次风量，t/h；

ω_pri,d—额定负荷下(或BMCR工况下)空预器一次风量，t/h。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述额定负荷或BMCR工况下二次风漏风率通过如下方法计算：

根据中低负荷下二次风漏风率的计算结果，按下述公式(20)计算额定负荷或BMCR工况下二次风漏风率：

a_sec,d—额定负荷下(或BMCR工况下)空预器二次风漏风率，％；

a_sec—中低负荷下空预器二次风漏风率，％,测试结果；

ω_sec——中低负荷下空预器二次风量，t/h；

ω_sec,d——额定负荷下(或BMCR工况下)空预器二次风量，t/h。

10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于效率不变和蒸汽参数不变情况下额定负荷或BMCR工况下空预器漏风率通过如下方法计算：

锅炉在高低负荷下热效率或燃烧效率变化低于2.5％时，可直接用锅炉燃煤量计算空预器漏风率a_d，如下述公式(21)：

B_d—额定负荷下(或BMCR工况下)锅炉燃煤量，t/h；

B—中低负荷下锅炉燃煤量，t/h；

锅炉高、低负荷下热效率变化低于2.5％，同时汽水参数相差不多的情况下，可直接用锅炉蒸发量计算空预器漏风率a_d，如下述公式(22)：

D_d—额定负荷下(或BMCR工况下)锅炉蒸发量，t/h；

D—中低负荷下锅炉蒸发量，t/h。

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