锅炉吹灰优化项目实施报告.docx

锅炉吹灰优化项目实施报告【摘要】本文针对台州发电厂#9锅炉定时定量的吹灰方式存在的损耗相对较大的特点完成了台州电厂#9锅炉以吹灰效益最大为目标的锅炉闭环吹灰优化控制系统并取得较好的经济效益。【关键词】吹灰优化；清洁因子；监测和预测模型；模糊算法；闭环控制【分类号】：TK227一、项目概况（一）锅炉概况以及吹灰器运行的现状台州电厂#9机组的锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的1025t/h亚临界参数汽包炉。设计燃料为富动烟混煤水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁。（二）吹灰优化基本流程锅炉受热面灰沉积作为燃煤电站锅炉运行中一个不可避免的实际问题利用高温高压的蒸汽吹扫是目前普遍采用的手段。研究和开发基于机组在线监测参数诊断炉内各受热面积灰沉积的在线监测诊断技术并运用非线性优化理论针对应用对象的运行特性和具体的优化目标研究合理的吹灰策略将直接指导运行人员对吹灰器进行操作。二、吹灰优化系统（一）优化系统设计和实施介绍针对锅炉情况和DCS控制系统我们完成了吹灰优化方案设计、DCS逻辑组态修改、电厂试验、灰污监测和预测模型开发、优化算发开发、调试等工作成功的实施了以吹灰效益最大为目标的锅炉在线闭环吹灰优化控制系统。吹灰优化控制系统运行于一台服务器平台上该系统通过双向通信与DCS交换信息获取机组运行所需要的各种参数并将吹灰指令发到DCS在DCS上建立了手动吹灰、定期吹灰和优化吹灰当运行人员选择第三种工作模式时吹灰系统受吹灰优化服务器指令控制执行优化吹灰。（二）受热面污染监测与灰沉积预测模型1、受热面的清洁因子监测模型受热面污染的监测是吹灰器优化运行的前提和基础整个系统的最大性能和准确度都受制于监测模型。该项目采用间接灰污监测的方法以传热清洁因子CF来表示受热面清洁程度CF越大表明受热面越清洁。受热面的传热清洁因子监测曲线可以很好地反应出受热面的传热量、温度的变化从而为吹灰收益分析打下基础。2、清洁因子的计算流程和动态模型（1）清洁因子的计算计算模型采用了热平衡计算原理。在锅炉整体热平衡的基础上从省煤器出口开始逆烟气的流程逐段进行各受热面的热平衡和传热计算。然后由传热方程得到传热系数最后得到清洁因子。（2）清洁因子动态模型建立清洁因子的模型用以描述吹灰效果。用两种动态模型来确定CF与蒸汽温度、吹灰流量、出口烟气温度的关系。利用动态模型研究CF变化对蒸汽温度变化和吹灰量的影响。3、灰沉积预测模型在锅炉运行中灰污开始在受热面上粘结。灰污粘结的速度及其严重程度主要取决于煤中灰分的成分和含量。此外积灰速度还与锅炉的设计、负荷、燃烧方式和运行条件等因素有关。灰沉积预测模型要对飞灰量、烟气流速和煤质进行修正。因此需要从锅炉动态特性的角度深入分析建立变负荷过程中的污染预测模型弥补静态模型的不足。（1）预测模型的试验验证①当烟气流速很低时随着流速增加灰污沉积率的增长速度高于剥蚀率热阻迅速增大；但随着流速增大到一定范围内飞灰中大颗粒的动量迅速增加剥蚀率增长速度远远超过了沉积率因此在此阶段热阻随着烟气流速的增加反而减小。因此机组在高负荷下运行时受热面积灰速度不因为飞灰含量的增加而增加反而污染增长率出现一定程度下降的情况。②根据对灰污热阻的实际监测数据在不考虑吹灰过程的情况下其曲线形式推导的污染增长预测模型能够反映各受热面污染增长的基本规律。模型预测到的热阻剧烈变化所对应的时刻与当时记录的吹灰操作时刻完全吻合其变化规律符合理论分析结果证明该模型在计算灰沉积速度上具有足够的精度。③在优化吹灰模型建立过程中本文通过积灰速度、单独受热面吹扫等现场试验高温对流区的沉积常数和时间常数往往均高于低温对流区。（三）吹灰成本及收益模型1、吹灰成本计算模型吹灰成本包括：吹灰介质热能；驱动设备电能；受热面管道磨损和安全性问题；吹灰设备折旧和维修；短期汽机效率降低成本（吹灰导致主蒸汽、再热蒸汽温度降低从而降低了汽机效率）。2、各受热面的吹灰收益模型吹灰收益包括：锅炉热效率；安全性收益；调节性收益。根据前面的清洁因子变化传热计算分析和烟道阻力计算、试验分析可以初步得到锅炉各受热面吹灰器运行的主要收益。（四）吹灰优化方法和流程吹灰优化方案综合考虑吹灰收益和吹灰成本使吹灰净收益最大化。因此需要引入计算模型、最佳吹灰时间和模糊吹灰评判两种方法。1、最佳吹灰时间计算方法a）降低排烟温度排烟温度在126℃-14