[發(fā)明專利]一種基于壓差的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)率的實時估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410080958.6
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103886188B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐亮;袁景淇;胡斌;于彤;曾豪駿;于云瀟;劉欣;張翔
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火力發(fā)電控制領(lǐng)域中的一種空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率的實時估計技術(shù)，具體地說，是一種基于煙氣側(cè)和空氣側(cè)的壓差的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率的實時估計方法。

背景技術(shù)

火力電站鍋爐側(cè)的高溫?zé)煔饨?jīng)各級過熱器、再熱器、省煤器等換熱設(shè)備向工質(zhì)傳熱后溫度仍然較高，為了進一步利用煙氣余熱能量，工程上普遍在省煤器和脫硝裝置之后安裝空氣預(yù)熱器預(yù)熱進爐空氣，被預(yù)熱的進爐空氣，還能起到干燥煤粉、穩(wěn)定燃燒等作用。根據(jù)傳熱方式的不同，可將空氣預(yù)熱器(其余部分簡稱為空預(yù)器)分為兩類：傳熱式，如管式空預(yù)器；蓄熱式，如回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。其中回轉(zhuǎn)式空預(yù)器因結(jié)構(gòu)緊湊、布置靈活、便于清潔、換熱效率高等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用。回轉(zhuǎn)式空預(yù)器(以下論述中空預(yù)器特指回轉(zhuǎn)式空預(yù)器)由外圍風(fēng)罩和蓄熱轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子部件由數(shù)以萬計的蓄熱元件組成，煙氣和空氣之間用密封隔板分隔為獨立倉室。當(dāng)空預(yù)器緩慢旋轉(zhuǎn)時，煙氣和空氣沿各自倉室逆向交替流經(jīng)空氣預(yù)熱器蓄熱元件。蓄熱元件在煙氣側(cè)吸熱，空氣側(cè)放熱，從而實現(xiàn)煙氣向空氣的傳熱。目前絕大多數(shù)鍋爐均采用三分倉容克回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(三分倉即煙氣側(cè)煙氣倉、空氣側(cè)一次風(fēng)倉和二次風(fēng)倉)。由于空氣預(yù)熱器屬于動靜連接結(jié)構(gòu)，加上空氣側(cè)與煙氣側(cè)之間密封度有限，不可避免地會出現(xiàn)漏風(fēng)(空氣側(cè)漏入煙氣側(cè))。空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)主要有兩種方式：攜帶漏風(fēng)與直接漏風(fēng)。攜帶漏風(fēng)指在蓄熱轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到煙氣空氣分隔板位置時，留在扇形倉格中的空氣從空氣側(cè)進入煙氣側(cè)，攜帶漏風(fēng)僅占總漏風(fēng)量的1%左右，故本發(fā)明不計攜帶漏風(fēng)。直接漏風(fēng)指由于空氣側(cè)為正壓，煙氣側(cè)為負壓，使得空氣通過縫隙漏入煙氣側(cè)，由此可見，直接漏風(fēng)是漏風(fēng)的主要方式，包括一次風(fēng)漏風(fēng)和二次風(fēng)漏風(fēng)。空預(yù)器漏風(fēng)會造成以下不利后果：(1)送風(fēng)機、引風(fēng)機電耗相對增大；(2)進風(fēng)量減少，燃燒不穩(wěn)定，鍋爐出力下降；(3)增大排煙熱損，降低鍋爐熱效率。因此，空預(yù)器的漏風(fēng)率是機組運行的一項重要監(jiān)控指標(biāo)。

目前多采用氧化鋯氧量計測量空預(yù)器出入口氧量，然后根據(jù)經(jīng)驗公式粗略估計漏風(fēng)率，方法相對簡單(GB10184-88附錄K)。但由于煙道飛灰顆粒的長期沖蝕，使氧化鋯氧量計的使用壽命和可靠性大打折扣，加之氧化鋯氧量計維護成本高，故亟需一種不依賴氧量測點的漏風(fēng)率實時估計方法，以實現(xiàn)對漏風(fēng)率的在線監(jiān)控。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索，中國專利申請?zhí)?01110088424.4，公開號102213708A，公開日2011-10-12，記載了一種依據(jù)排煙溫度計算空預(yù)器漏風(fēng)率的測試方法，首先確定額定負荷下運行的工況為基本工況并估計此時的漏風(fēng)率，根據(jù)漏入煙氣側(cè)的部分空氣對煙氣排煙溫度的影響，反推得到無漏風(fēng)時的理論排煙溫度，然后在需要進行測試空預(yù)器漏風(fēng)率時，再將機組運行到上述的基本工況，根據(jù)排煙溫度、入口空氣溫度計算此時的空預(yù)器漏風(fēng)率。這種方法需要事先測定一個基準(zhǔn)漏風(fēng)率，得到理論排煙溫度，并且只能得到同一工況下的漏風(fēng)率，無法進行在線實時的估計。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于壓差的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率的實時估計方法。該方法不依賴于氧量計數(shù)據(jù)，而是根據(jù)煙氣側(cè)和空氣側(cè)的實時運行數(shù)據(jù)，基于壓差的方法并結(jié)合滾動更新的漏風(fēng)面積，實時估計空預(yù)器漏風(fēng)率。

本發(fā)明提供了一種基于壓差的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率實時估計方法，該方法考慮到空預(yù)器平均漏風(fēng)面積是隨著空預(yù)器運行時間緩慢增加的，平均漏風(fēng)面積采用逐天更新；瞬時漏風(fēng)面積、漏風(fēng)率計算周期為一個采樣周期。具體包括以下步驟：

步驟一、從DCS（分布式控制系統(tǒng)）的實時數(shù)據(jù)庫里讀取給定時刻下的空預(yù)器煙氣入口溫度、壓力，煙氣出口溫度、壓力，引風(fēng)機處煙氣體積流量；空預(yù)器一次風(fēng)入口溫度、壓力，一次風(fēng)出口溫度、壓力，進入磨煤機的一次風(fēng)體積流量；空預(yù)器二次風(fēng)入口溫度、壓力，二次風(fēng)出口溫度、壓力，送風(fēng)機處二次風(fēng)體積流量；

步驟二、基于氣體物性參數(shù)庫和步驟一中的DCS測點數(shù)據(jù)，計算空預(yù)器煙氣出入口的比熱和密度、一次風(fēng)出入口的比熱和密度及二次風(fēng)出入口的比和密度，據(jù)此可獲得空預(yù)器煙氣出口質(zhì)量流量、一次風(fēng)出口質(zhì)量流量、二次風(fēng)入口質(zhì)量流量；

步驟三、根據(jù)煙氣側(cè)與空氣側(cè)能量衡算計算瞬時總漏風(fēng)質(zhì)量流量（不計攜帶漏風(fēng)，只考慮直接漏風(fēng)，包括一次風(fēng)漏風(fēng)和二次風(fēng)漏風(fēng)），進而得到瞬時漏風(fēng)面積，并以堆棧方式存儲；

步驟四、確定平均漏風(fēng)面積，具體為：在每天的固定時刻，計算最近24小時的日平均漏風(fēng)面積，用最近若干天的日平均漏風(fēng)面積的加權(quán)平均值更新平均漏風(fēng)面積；在其他時刻，平均漏風(fēng)面積則不進行更新；