基于声学原理的电站锅炉炉膛积灰监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102253081A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102253081A(43)申请公布日2011.11.23(21)申请号201110112150.8(22)申请日2011.04.29(71)申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区德胜门外朱辛庄华北电力大学(72)发明人安连锁沈国清杨祥良张世平(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人史双元(51)Int.Cl.G01N25/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称基于声学原理的电站锅炉炉膛积灰监测方法(57)摘要本发明公开了属于声学检测技术领域的一种基于声学原理的电站锅炉炉膛积灰监测方法。具体方法是首先建立一套成功的炉内结渣监测系统，从燃烧区以上，在按吹灰器分区，成对布置炉膛内烟气声波测温点和渣层表面声波测温点，提取有效的衡量结渣严重程度的特征参数；通过上述在电站锅炉炉膛布置声波测温点，利用声波测温技术对炉膛出口烟气温度和锅炉水冷壁温度进行测量，并且建立炉膛灰污监测模型，判断炉膛整体灰污情况和炉膛局部受热面是否结焦或积灰，实现了炉膛局部受热面灰污实时监测，可以避免在锅炉运行中严重积灰或者结渣的现象发生；本发明特别适合电站锅炉水冷壁积灰的实时监测。CN102538ACCNN110225308102253087A权利要求书1/1页1.一种基于声学原理的电站锅炉炉膛积灰监测方法，其特征在于，利用声波测温技术对炉膛截面烟气温度和锅炉水冷壁温度进行测量，从而判断炉膛整体灰污情况和炉膛局部受热面是否结焦或积灰；具体方法是首先建立一套炉内结渣监测系统，从燃烧区以上，在按吹灰器分区，在每面墙、炉膛(3)的燃烧器(6)出口及炉膛出口烟道折焰角(5)处成对布置炉膛内烟气声波测温点(1)和渣层表面声波测温点(2)，在水平烟道(4)出口布置炉膛内烟气温度测点(1)，共34支测点，提取有效的衡量结渣严重程度的特征参数；通过上述在电站锅炉炉膛布置声波测温点，利用声波测温技术对炉膛出口烟气温度和锅炉水冷壁温度进行测量，并且建立炉膛灰污监测模型，判断炉膛整体灰污情况和炉膛局部受热面是否结焦或积灰。2.根据权利要求1所述基于声学原理的电站锅炉炉膛积灰监测方法，其特征在于，所述炉膛灰污监测模型是由炉膛内烟气声波测温点(1)测量的温度计算获得炉膛平均温度T1，绘出T1的等温曲面即为炉膛平均等温曲面；设炉内在平均温度等温曲面以外任一等温曲面温度为Tn，携带热量为Qn，则有：Q1-Qn＝ΔQ＞0，即等温曲面越靠近水冷壁温度越低、最终要和受热面渣表面温度相一致；水冷壁表面渣越厚，渣表面温度越高，等温曲面越靠近平均等温曲面T1，当Tn＝T1时结渣严重，则不能运行；令渣层表面声波测温点(2)测量的温度为Tb，在受热面未污染时，即渣层表面声波测温点2测量的温度Tb等于受热面未污染未污染的壁温，则Tn＝Tb，说明锅炉处于没有结渣的理想状态；我们把渣层表面声波测温点(2)测量的受热面结渣后的渣层表面温度定义为T′b，引入洁净当量￡概念，令由于变化不大，可视为常数，把看成炉膛水冷壁结渣动态特征参数，炉膛平均温度T1，渣层表面温度T′b，在同一运行工况下，这两个温度都在随蒸发量、燃烧工况、结渣传热情况变化；令δ＝T′b/T1模拟渣层厚度，随着受热面结渣厚度的增加，其表层温度T′b激增，并逐渐趋近于炉膛平均温度，结渣越严重，T′b/T1越接近1，特征参数θ趋近0，能很好的表达污染状况。2CCNN110225308102253087A说明书1/3页基于声学原理的电站锅炉炉膛积灰监测方法技术领域[0001]本发明属于声学检测技术领域，特别涉及一种基于声学原理的电站锅炉炉膛积灰监测方法。具体说，该方法特别适合于电站锅炉水冷壁积灰的实时监测，是一种在锅炉运行中避免严重积灰或者结渣的方法。背景技术[0002]在电站锅炉中，由于水冷壁所处位置的烟气温度最高，直接与燃料和火焰接触的机会最大，所以最容易发生结渣现象，而且主要表现为难以清除的渣。燃煤电站锅炉炉内受热面的结渣是一个普遍存在而又难以有效解决的问题。受热面积灰结渣所带来的危害是非常巨大的，必须采取一定的措施加以防治。许多科研人员一直致力于这方面的研究，希望能从多角度寻求解决锅炉积灰与结渣的办法。为了减少受热面沾污造成换热损失，提高锅炉机组运行的经济性，在实践中人们摸索对受热面进行吹灰，问题还是难以有效解决。加拿大滑铁卢大学开发了专门针对炉膛结渣的监测系统。该系统在炉膛水冷壁的易结渣部位安装了圆盘式热流计，这些热流计分为两类：一类是清洁热流计，另一类是灰污热流计。清洁热流计装有压缩空气吹扫装置，保持热流计表面没有灰污沉积，用来测量锅炉受热面能够接受到的火焰辐射热流。灰污热流汁