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燃煤电站锅炉受热面灰污在线监测及优化吹灰的研究
摘要
本文针对燃煤电站锅炉受热面灰污问题，提出在线监测和优化吹灰方法。通过对锅炉受热面灰污的产生原因进行分析，确定了监测指标，并采用传感器对监测指标进行实时采集。同时，针对过去吹灰过于频繁的问题，提出了基于优化算法的吹灰策略，通过计算机模拟验证了该策略的有效性。
关键词：燃煤电站；锅炉；受热面；灰污；在线监测；吹灰优化
Abstract
Thispaperaimstoaddresstheproblemofashfoulingontheheatingsurfaceofcoal-firedpowerplantboilersbyproposinganonlinemonitoringandoptimizedsootblowingmethod.Byanalyzingthecausesofashfoulingontheheatingsurfaceoftheboiler,themonitoringindicatorsweredetermined,andsensorswereusedtocollectdatainrealtime.Atthesametime,inordertosolvetheproblemofexcessivesootblowingfrequencyinthepast,anoptimizedalgorithm-basedsootblowingstrategywasproposed.Theeffectivenessofthisstrategywasverifiedthroughcomputersimulation.
Keywords:coal-firedpowerplant;boiler;heatingsurface;ashfouling;onlinemonitoring;optimizedsootblowing
1.引言
燃煤电站是我国主要的电力生产方式之一，但其固有的环境污染问题，尤其是灰尘的排放，已经成为了一个严重的问题。锅炉受热面灰污是导致燃煤电站污染物排放增加、能效降低的重要原因之一。因此，研究锅炉受热面灰污的在线监测及优化吹灰方法，对于提高燃煤电站的能源利用效率和环保效能具有重要的意义。
2.锅炉受热面灰污形成原因
锅炉受热面灰污的形成是多种因素共同作用的结果，其中主要的原因包括燃料的挥发分和灰分、锅炉运行工况、燃烧风量、给水水质等。
2.1燃料的挥发分和灰分
在燃煤锅炉中，燃料的挥发分和灰分对受热面灰污的形成有举足轻重的影响。燃料中的挥发分在高温下会分解和裂解，生成一系列气体和液体，在空气的作用下形成灰尘。而灰分则以固态的形式直接附着在受热面上形成灰污。
2.2锅炉运行工况
在锅炉运行的不同工况下，受热面产生灰污的量也不同。一般来说，当锅炉负荷较低、炉温偏低时，燃料在受热面上的挥发和燃烧不充分，易产生灰污。此外，若锅炉长期处于低负荷漂移状态，也容易导致灰污的积累。
2.3燃烧风量
燃烧风量对锅炉燃烧效率的影响同时也会导致受热面上的灰污量发生相应的变化。当燃烧风量过大时，燃烧温度升高，远离火焰核心的区域过度缺氧，会导致烟气中的灰分和挥发物凝固在受热面上，形成灰污。相反，当燃烧风量过小时，则会影响煤粉的燃烧，产生还原气氛，也容易增加受热面上的灰污量。
2.4给水水质
给水水质对锅炉运行稳定性和受热面灰污的形成同样也有重要的影响。在给水中含有的钙、镁等离子质量含量过高时，会在受热面上形成水垢，降低了传热效率，同时也会附着少量的灰分，形成灰污。
3.在线监测与数据处理
为了实现锅炉受热面灰污的在线监测，可以采用传感器对相应参数进行实时采集和处理。
3.1监测指标的选择
针对锅炉燃烧过程中能够影响受热面灰污的因素，可以选取烟气温度、烟气流速、受热面管路温度等作为监测指标。
3.2传感器的应用
通过在受热面上安装相应的传感器，如温度传感器、差压传感器等，可以实时采测相应的监测指标并送回数据中心进行处理和分析。
4.吹灰优化算法
在过去的生产实践中，锅炉吹灰存在频繁、主观性强的问题。为了解决这一问题，可以采用基于优化算法的吹灰控制策略。
4.1策略的建立
根据在线监测获得的数据，可以建立吹灰控制模型，采用数学规划和遗传算法等优化方法，得到更加合理的吹灰策略，从而减少吹灰的次数，提高清灰效率，降低能耗和污染物排放。
4.2计算机模拟验证
通过计算机模拟验证吹灰优化算法的有效性。以某火电厂为例，针对其某台锅炉实施吹灰优化算法进行模拟。结果表明，在优化后，清灰效率得到了明显提高，清灰周期延长，实现了能源、环境双重效益。
5.结论
本文提出了燃煤电站锅炉受热面灰污在线监测及优化吹灰的研究，通过对锅炉受热面灰污产生原因的分析确定了监测指标，并采用传感器对其进行实时采集，提出了基于优化算法的吹