一种用于燃煤电站锅炉的结焦监测及预警装置系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114738792A(43)申请公布日2022.07.12(21)申请号202210322650.2(51)Int.Cl.(22)申请日2022.03.29F23N5/00(2006.01)F23N5/02(2006.01)(71)申请人上海发电设备成套设计研究院有限F23N5/24(2006.01)责任公司F22B35/00(2006.01)地址200240上海市闵行区剑川路1115号F22B37/42(2006.01)申请人中电投新疆能源化工集团五彩湾发F24H9/20(2022.01)电有限责任公司F24H15/288(2022.01)上海上发院发电成套设备工程有限F24H15/395(2022.01)公司(72)发明人吕为智王家望石全成田永强蔡传琦吴承刚朱盼何翔马达夫赵旭(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师王艳斋权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种用于燃煤电站锅炉的结焦监测及预警装置系统及方法(57)摘要本发明提供一种用于燃煤电站锅炉的结焦监测及预警装置系统及方法，通过在燃煤电站锅炉的分隔屏、末级过热器和末级再热器处增加烟温监测装置和壁温监测装置，基于海量的烟温数据和壁温数据进行计算，得到锅炉受热面的沾污系数，并在此基础上进行锅炉结焦情况、积灰程度、结焦位置等信息的间接监视和数字可视化展示。所述结焦监测及预警方法较原本的人工判断锅炉结焦情况更为精准和提前，可指导运行人员进行相关优化操作，保障燃煤电站锅炉的安全稳定运行。CN114738792ACN114738792A权利要求书1/2页1.一种用于燃煤电站锅炉的结焦监测及预警装置系统，其特征在于，所述结焦监测及预警装置系统包括依次连接的温度监测装置、数据采集装置、DCS控制系统、算法服务器和监测结果画面展示装置；所述温度监测装置包括烟温监测装置和壁温监测装置；所述烟温监测装置包括设置于分隔屏入口处的第一烟温监测装置、设置于末级过热器入口处的第二烟温监测装置、设置于末级再热器入口处的第三烟温监测装置和设置于末级再热器出口处的第四烟温监测装置；所述壁温监测装置包括设置于分隔屏屏管束上的第一壁温监测装置、设置于末级过热器屏管束上的第二壁温监测装置、设置于末级再热器屏管束上的第三壁温监测装置。2.根据权利要求1所述的结焦监测及预警装置系统，其特征在于，所述第一烟温监测装置、第二烟温监测装置、第三烟温监测装置和第四烟温监测装置的数量均为2个；优选地，所述第一壁温监测装置的数量为40～60个；优选地，所述第二壁温监测装置的数量为62～124个；优选地，所述第三壁温监测装置的数量为182～273个。3.一种用于燃煤电站锅炉的结焦监测及预警方法，其特征在于，所述结焦监测及预警方法采用权利要求1或2所述的用于燃煤电站锅炉的结焦监测及预警装置系统进行。4.根据权利要求3所述的结焦监测及预警方法，其特征在于，所述结焦监测及预警方法包括如下步骤：(1)烟温监测装置和壁温监测装置分别监测到的烟温数据和壁温数据经数据采集装置输送到DCS控制系统；(2)所述DCS控制系统将烟温数据和壁温数据结合机组运行汽水参数，发送至算法服务器进行计算，获得锅炉受热面的沾污系数Cf；(3)所述沾污系数Cf在监测结果画面展示装置中展示。5.根据权利要求3或4所述的结焦监测及预警方法，其特征在于，步骤(2)所述汽水参数包括工质的温度、工质的压力和工质的流量。6.根据权利要求3～5任一项所述的结焦监测及预警方法，其特征在于，步骤(2)所述沾污系数Cf的计算过程包括：(Ⅰ)根据工质的压力和工质的温度，得到各受热面进出口汽水以及烟气的在该状态点下的焓值；(Ⅱ)利用对流传热方程、烟气侧热平衡方程和工质侧的热平衡方程，计算出各个受热面的吸热量和放热量，之后计算出不同工况下的对流换热系数K；(Ⅲ)根据公式K＝1/(1/α+ε+1/β)，其中，α为各受热面管材外壁烟气侧的对流换热系数，β为各受热面管材内壁汽水侧的对流换热系数，ε为灰污系数，计算出各受热面的灰污系数ε，将其归一化处理后得到各受热面的沾污系数Cf。7.根据权利要求3～6任一项所述的结焦监测及预警方法，其特征在于，步骤(2)所述沾污系数Cf包括整体沾污系数Cf和局部沾污系数Cf；优选地，所述整体沾污系数Cf包括分隔屏整体沾污系数Cf、末级过热器整体沾污系数Cf和末级再热器整体沾污系数Cf；2CN114738792A权利要求书2/2页优选地，所述局部沾污系数Cf包括分隔屏不同区域沾污系数Cf、末级过热器不同区域沾污系数Cf和末级再热器不同区域沾污系数Cf。8.根据权利要求3～7任一项所述的结焦监测及预警方法，其特征在于，根据步骤(2)所述沾污系数Cf对受热面的结焦程度进