CN112664965B - 一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，包括以下步骤：步骤一、获得各对吹灰器单独吹灰对主汽温、过热器减温水、再热汽温、事故减温水以及空预器入口烟温和出口烟温的影响，得到吹灰效果显著及不显著的吹灰器位置；步骤二、优化吹灰顺序，控制空预器入口烟温和出口烟温均不低于下限温度，提升吹灰过程中主汽温、再热汽温水平；步骤三、优化高、低频次吹灰方式；步骤一至步骤三依次实施。本发明提供的基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，能够因地制宜地制定最优的吹灰运行方案，减少不必要的吹灰蒸汽损耗，提升吹灰过程中主、再热汽温水平，同时控制空预器入口和出口烟温，有效抑制空预器冷端腐蚀。

Description

一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法

技术领域

本发明属于燃煤锅炉吹灰运行优化技术领域，具体涉及一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法。

背景技术

随着燃煤电厂大范围地掺烧高灰分低灰熔点煤种，炉内受热面结渣问题愈发突显，受热面传热能力大幅受限，大大影响了锅炉运行经济性，也给运行人员吹灰操作带来了巨大压力，盲目吹灰会导致吹灰蒸汽损耗增加、主/再热汽温水平降低、减温水量增大、排烟温度过低等问题，严重阻碍当前大容量高参数机组的经济高效运行。

目前，常规吹灰运行方法为沿烟气流程将炉膛水冷壁、屏式过热器、高温过热器、高温再热器、低温再热器、低温过热器、省煤器顺序连续一次性吹灰，通常按固定周期定期运行，没有考虑机组实际的负荷情况、煤种情况、汽温控制及排烟温度控制等。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，包括以下步骤：

步骤一、获得各对吹灰器单独吹灰对主汽温、过热器减温水、再热汽温、事故减温水以及空预器入口烟温和出口烟温的影响，得到吹灰效果显著及不显著的吹灰器位置；

步骤二、优化吹灰顺序，控制空预器入口烟温和出口烟温均不低于下限温度，提升吹灰过程中主汽温、再热汽温水平；

步骤三、优化高、低频次吹灰方式；

步骤一至步骤三依次实施。

进一步的，步骤一中，进行逐对吹灰影响试验，包括单层炉膛水冷壁吹灰、单对屏式过热器吹灰、单对高温过热器吹灰、单对高温再热器吹灰、单对低温再热器吹灰、单对低温过热器吹灰和单对省煤器吹灰，获得各对吹灰器单独吹灰对主汽温、过热器减温水、再热汽温、事故减温水以及空预器入口烟温和出口烟温的影响，评估获得吹灰效果显著的吹灰器位置，在后续的吹灰顺序优化试验中进行重点调整，对于吹灰效果不显著的吹灰器位置，在后续的吹灰顺序优化试验中不作调整。

进一步的，评估单层炉膛水冷壁吹灰效果显著的条件阈值为过热器减温水减小幅度达8～10t/h，或事故减温水减小幅度达2～3t/h，或主汽温下降幅度达2～3℃，或再热汽温下降幅度达2～3℃。

进一步的，评估单对屏式过热器吹灰效果显著的条件阈值为再热汽温下降幅度达2～3℃。

进一步的，评估单对高温过热器吹灰效果显著的条件阈值为主汽温上升幅度达2～3℃。

进一步的，评估单对高温再热器吹灰效果显著的条件阈值为再热汽温上升幅度达2～3℃。

进一步的，评估单对低温再热器吹灰效果显著的条件阈值为再热汽温上升幅度达2～3℃。

进一步的，评估单对低温过热器吹灰效果显著的条件阈值为主汽温上升幅度达2～3℃。

进一步的，步骤二中，进行吹灰顺序调整组合优化试验，优化吹灰顺序，包括阶段1、阶段2和阶段3；阶段1以炉膛水冷壁吹灰为核心，在适当位置穿插1～2对再热汽温影响不显著的屏式过热器吹灰和1～2对主汽温提升作用显著的高温过热器吹灰，弥补炉膛水冷壁吹灰引起的主汽温大幅下降，使主汽温水平快速回升，阶段1将炉膛水冷壁吹灰全部完成；阶段2以屏式过热器吹灰为核心，在适当位置穿插高温再热器吹灰、高温过热器吹灰和1～2对低温再热器吹灰，弥补屏式过热器吹灰引起的再热汽温大幅下降，阶段2将屏式过热器吹灰、高温再热器吹灰以及高温过热器吹灰全部完成；阶段3为将剩余的低温再热器吹灰和全部低温过热器吹灰按照从前往后的烟气流程依次吹灰。

进一步的，依据阶段1和阶段3的实际吹灰过程中空预器入口烟温及出口烟温水平将省煤器吹灰穿插于阶段1和阶段3中，以控制空预器入口及出口烟温不低于下限温度，省煤器吹灰不在阶段2中进行穿插。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，包括以下步骤：

步骤一、获得各对吹灰器单独吹灰对主汽温、过热器减温水、再热汽温、事故减温水以及空预器入口烟温和出口烟温的影响，得到吹灰效果显著及不显著的吹灰器位置；步骤二、优化吹灰顺序，控制空预器入口烟温和出口烟温均不低于下限温度，提升吹灰过程中主汽温、再热汽温水平；步骤三、优化高、低频次吹灰方式；步骤一至步骤三依次实施。本发明提供的基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，能够因地制宜地制定最优的吹灰运行方案，减少不必要的吹灰蒸汽损耗，提升吹灰过程中主、再热汽温水平，同时控制空预器入口和出口烟温，有效抑制空预器冷端腐蚀。

附图说明

图1为本发明的工作原理框图；

图2为本发明的吹灰器的位置布置示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

如图1-2所示，一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，包括按照顺序依次实施的逐对吹灰影响试验、吹灰顺序调整组合优化试验和高、低频次吹灰试验，通过逐对吹灰影响试验、吹灰顺序调整组合优化试验以及高、低频次吹灰试验的定量分析，对吹灰顺序进行灵活调整和组合优化，提升吹灰过程中主汽温水平及再热汽温水平，控制空预器入口烟温、出口烟温，有效抑制空预器冷端腐蚀，同时，依据机组实际负荷、煤种情况进行高、低频次吹灰方案选择，减少不必要的吹灰蒸汽损耗；燃煤锅炉吹灰运行优化方法包括以下步骤：

步骤一、通过逐对吹灰影响试验获得各对吹灰器单独吹灰对主汽温、过热器减温水、再热汽温、事故减温水以及空预器入口和出口烟温的影响：

逐对吹灰影响试验，包括单层炉膛水冷壁吹灰、单对屏式过热器吹灰、单对高温过热器吹灰、单对高温再热器吹灰、单对低温再热器吹灰、单对低温过热器吹灰和单对省煤器吹灰，需评估获得吹灰效果显著的吹灰器位置，在后续的吹灰顺序调整组合优化试验中进行重点调整，对于吹灰效果不显著的吹灰器位置，在后续的吹灰顺序调整组合优化试验中不作调整；

部分单层炉膛水冷壁吹灰对主汽温、过热器减温水、再热汽温以及事故减温水均有显著影响，引起主汽温和再热汽温大幅下降。评估单层炉膛水冷壁吹灰效果为显著的条件阈值为过热器减温水减小幅度达10t/h，或事故减温水件小幅度达2t/h，或主汽温下降幅度达3℃，或再热汽温下降幅度达2℃；

部分单对屏式过热器吹灰引起再热汽温大幅下降。评估单对屏式过热器吹灰效果为显著的条件阈值为再热汽温下降幅度达2℃；

部分单对高温过热器吹灰使得主汽温大幅上升。评估单对高温过热器吹灰效果显著的条件阈值主汽温上升幅度达3℃；

部分单对高温再热器吹灰使得再热汽温大幅上升。评估单对高温再热器吹灰效果显著的条件阈值为再热汽温上升幅度达3℃；

部分单对低温再热器吹灰使得再热汽温大幅上升。评估单对低温再热器吹灰效果显著的条件阈值为再热汽温上升幅度达3℃；

部分单对低温过热器吹灰使得主汽温大幅上升。评估单对低温过热器吹灰效果显著的条件阈值为主汽温上升幅度达4℃；

部分单对省煤器吹灰使得空预器入口和出口烟温大幅降低；

全部屏式过热器、高温过热器、高温再热器完整吹灰和省煤器完整吹灰对空预器入口和出口烟温的影响程度相当，空预器入口烟温下降达10℃。

步骤二、优化吹灰顺序：

吹灰顺序调整组合优化试验是在步骤一的逐对吹灰影响试验基础上，对吹灰顺序进行灵活调整和组合优化，控制空预器入口烟温和出口烟温均不低于下限温度，提升吹灰过程中主汽温、再热汽温水平；吹灰顺序调整组合优化试验包括阶段1、阶段2和阶段3，阶段1以炉膛水冷壁吹灰为核心，阶段2以屏式过热器吹灰为核心，阶段3以低温再热器、低温过热器吹灰为核心。

阶段1是在炉膛水冷壁逐对吹灰的主线上，在适当位置穿插1～2对屏式过热器吹灰和1～2对高温过热器吹灰，优先弥补炉膛水冷壁吹灰引起的主汽温大幅下降，使得主汽温水平快速回升。本阶段在屏式过热器吹灰选择上，应选择对再热汽温影响不显著的屏式过热器吹灰。本阶段在高温过热器吹灰选择上，应选择对主汽温提升作用显著的高温过热器吹灰。本阶段吹灰需要将炉膛水冷壁吹灰全部完成。

阶段2是在屏式过热器吹灰的主线上，在适当位置穿插高温再热器吹灰、高温过热器吹灰和1～2对低温再热器吹灰，弥补屏式过热器吹灰引起的再热汽温大幅下降。优选的，两对屏式过热器吹灰完成后，穿插一对作用显著的高温再热器吹灰。本阶段吹灰需要将屏式过热器吹灰、高温再热器吹灰以及高温过热器吹灰全部完成。

阶段3是将剩余的全部低温再热器吹灰和全部低温过热器吹灰按照烟气流程依次吹灰。

省煤器吹灰依据阶段1和阶段3的实际吹灰过程中空预器入口烟温水平和出口烟温水平进行灵活穿插，以控制空预器入口烟温和出口烟温不至于过低，空预器入口烟温不低于340℃，空预器出口烟温不低于93℃。省煤器吹灰不在阶段2中进行穿插。

步骤三、优化高、低频次吹灰方式：

高、低频次吹灰试验是在步骤二的吹灰顺序调整组合优化试验基础上，依据机组实际负荷及煤种情况，对吹灰顺序调整组合优化后的完整吹灰流程进行评估，最终确定高频次吹灰方案和低频次吹灰方案，以分别适用于高负荷、易结渣煤种使用条件和中低负荷、难结渣煤种使用条件。

步骤一至步骤三依次实施。

作为一种具体实施方式，高、低频次吹灰试验中，将吹灰顺序调整组合优化后的完整吹灰流程在1天内进行，形成24h高频次吹灰方案。

作为一种具体实施方式，高、低频次吹灰试验中，将吹灰顺序调整组合优化后的完整吹灰流程分成2天进行，形成48h低频次吹灰方案。

以上涉及的基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法中对空预器入口烟温、出口烟温的控制并非在每一台锅炉上都需要进行，对于不存在空预器冷端腐蚀或空预器硫酸氢铵堵塞问题的锅炉可不作考虑。

实施例2

如图1-2所示，某电厂百万机组对冲燃烧锅炉燃用神混煤，灰熔点较低(1130℃)，受热面易结渣，采用常规吹灰方式，吹灰过程中锅炉主、再热汽温水平严重偏低、排烟温度过低甚至引发空预器硫酸氢铵严重堵塞等问题，故采用本发明进行基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化。

一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，包括按照顺序依次实施的逐对吹灰影响试验、吹灰顺序调整组合优化试验和高、低频次吹灰试验，具体包括以下步骤：

步骤一、进行逐对吹灰影响试验

为了摸清各受热面吹灰的影响，进行了逐对吹灰影响试验，试验参数统计见表1-4。

表1为炉膛水冷壁吹灰的影响表。

表1

表2为屏式过热器、高温过热器、高温再热器吹灰对主汽温和再热汽温的影响表。

表2

注：本发明将屏式过热器、高温过热器、高温再热器吹灰区域分别对应的吹灰器使用不同编号加以区分。

表3为低温再热器、低温过热器、省煤器吹灰对主汽温和再热汽温的影响表。

表3

注：本发明将低温再热器、低温过热器、省煤器吹灰区域分别对应的吹灰器使用不同编号加以区分。

表4为屏式过热器、高温过热器、高温再热器、低温再热器、低温过热器、省煤器吹灰对空预器出口烟温的影响表。

表4

吹灰区域	影响
		屏式过热器、高温过热器、高温再热器全部吹灰	空预器出口温度降低3℃
低温再热全部吹灰	不明显
		低温过热器全部吹灰	不明显
省煤器全部吹灰	空预器出口温度降低3℃

步骤二、进行吹灰顺序调整组合优化试验

依据逐对吹灰影响试验结果，进行了吹灰顺序调整组合优化试验。分阶段吹灰顺序如表5所示，实际吹灰效果如表6所示。

表5

注：表5中的数字编号代表不同位置处的吹灰器。

表6

步骤三、进行高、低频次吹灰试验

高、低频次吹灰优化方案如表7和表8所示。

当负荷长期处于中高位运行时，炉内积灰情况严重，采用24h高频次吹灰优化方案，如表7所示，负荷在800MW以上。

表7

注：表7中的数字编号代表不同位置处的吹灰器。吹灰过程中，当空预器入口烟温低于340℃时，空预器出口烟温低于93℃时，应停止吹灰，待烟温回升后继续进行吹灰。

当负荷长期处于中低位运行时，炉内积灰情况一般，采用48h低频次吹灰优化方案，如表8所示，负荷685MW以上。

表8

注：1)表8中的数字编号代表不同位置处的吹灰器。当吹灰过程中，空预器入口烟温低于340℃时，空预器出口烟温低于93℃时，应停止吹灰，待烟温回升后继续进行吹灰；2)各值需进行吹灰记录，下一值需继续上一值吹灰位置进行吹灰。

24h高频次吹灰优化后，吹灰过程中，主汽温平均值达602℃，比优化前提升了2℃，再热汽温平均值达612℃，比优化前提升了4℃。

48h低频次吹灰优化后，吹灰过程中，主汽温平均值达601℃，比优化前提升了3℃，再热汽温平均值达610℃，比优化前提升了6℃。

此外，吹灰全过程中，空预器入口烟温能够控制在340℃以上，空预器出口烟温控制在93℃以上，有效抑制了空预器冷端腐蚀和硫酸氢铵堵塞问题。

本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获得各对吹灰器单独吹灰对主汽温、过热器减温水、再热汽温、事故减温水以及空预器入口烟温和出口烟温的影响，得到吹灰效果显著及不显著的吹灰器位置；

步骤二、优化吹灰顺序，控制空预器入口烟温和出口烟温均不低于下限温度，提升吹灰过程中主汽温、再热汽温水平；

步骤三、优化高、低频次吹灰方式；

步骤一至步骤三依次实施；

步骤一中，进行逐对吹灰影响试验，包括单层炉膛水冷壁吹灰、单对屏式过热器吹灰、单对高温过热器吹灰、单对高温再热器吹灰、单对低温再热器吹灰、单对低温过热器吹灰和单对省煤器吹灰，获得各对吹灰器单独吹灰对主汽温、过热器减温水、再热汽温、事故减温水以及空预器入口烟温和出口烟温的影响，评估获得吹灰效果显著的吹灰器位置，在后续的吹灰顺序优化试验中进行重点调整，对于吹灰效果不显著的吹灰器位置，在后续的吹灰顺序优化试验中不作调整；

步骤二中，进行吹灰顺序调整组合优化试验，优化吹灰顺序，包括阶段1、阶段2和阶段3；阶段1以炉膛水冷壁吹灰为核心，在适当位置穿插1~2对再热汽温影响不显著的屏式过热器吹灰和1~2对主汽温提升作用显著的高温过热器吹灰，弥补炉膛水冷壁吹灰引起的主汽温大幅下降，使主汽温水平快速回升，阶段1将炉膛水冷壁吹灰全部完成；阶段2以屏式过热器吹灰为核心，在适当位置穿插高温再热器吹灰、高温过热器吹灰和1~2对低温再热器吹灰，弥补屏式过热器吹灰引起的再热汽温大幅下降，阶段2将屏式过热器吹灰、高温再热器吹灰以及高温过热器吹灰全部完成；阶段3为将剩余的低温再热器吹灰和全部低温过热器吹灰按照从前往后的烟气流程依次吹灰。

2.根据权利要求1所述的一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，其特征在于，评估单层炉膛水冷壁吹灰效果显著的条件阈值为过热器减温水减小幅度达8~10t/h，或事故减温水减小幅度达2~3t/h，或主汽温下降幅度达2~3℃，或再热汽温下降幅度达2~3℃。

3.根据权利要求1所述的一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，其特征在于，评估单对屏式过热器吹灰效果显著的条件阈值为再热汽温下降幅度达2~3℃。

4.根据权利要求1所述的一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，其特征在于，评估单对高温过热器吹灰效果显著的条件阈值为主汽温上升幅度达2~3℃。

5.根据权利要求1所述的一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，其特征在于，评估单对高温再热器吹灰效果显著的条件阈值为再热汽温上升幅度达2~3℃。

6.根据权利要求1所述的一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，其特征在于，评估单对低温再热器吹灰效果显著的条件阈值为再热汽温上升幅度达2~3℃。

7.根据权利要求1所述的一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，其特征在于，评估单对低温过热器吹灰效果显著的条件阈值为主汽温上升幅度达2~3℃。

8.根据权利要求1所述的一种基于试验定量分析的燃煤锅炉吹灰运行优化方法，其特征在于，依据阶段1和阶段3的实际吹灰过程中空预器入口烟温及出口烟温水平将省煤器吹灰穿插于阶段1和阶段3中，以控制空预器入口及出口烟温不低于下限温度，省煤器吹灰不在阶段2中进行穿插。

Images