[發明專利]用于化石燃料鍋爐的控制方法和控制系統

有效

• 申請號: 201410265084.1
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN105222115B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 徐國飚;郭勇;倪新宇;易凡;張雄;陸建棋;張國強
• 申請（專利權）人: 艾默生過程管理電力水利解決方案公司
• 主分類號: F22B35/00
• 分類號: F22B35/00;F23J3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 杜誠,陳煒

技術領域

本申請涉及化石燃料鍋爐領域，更具體地，涉及用于包括吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制方法和控制系統。

背景技術

對于化石燃料鍋爐，例如火力發電鍋爐，在化石燃料例如動力用煤的質量偏劣的情況下，容易形成受熱面的沾污、積灰、腐蝕和磨損等。

現有技術通過設置吹灰裝置來解決上述情況。參照圖13的示意圖，其示出了火力發電鍋爐的示例結構。其中，鍋爐包括爐膛、位于爐膛頂部的屏式過熱器、高溫過熱器、位于水平煙道中部并連接到汽輪機的高溫再熱器、低溫再熱器、低溫過熱器。爐膛四周可以設置有水冷壁，在水冷壁四周可以設置有若干個吹灰裝置(圖中未示出)。此外，屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過熱器內可以設置若有干個吹灰裝置(圖中未示出)。

吹灰以消耗一定量的介質和其它能量損失為代價換取受熱面的清潔，因而其運行本身要消耗一定成本。例如，蒸汽吹灰的耗汽量一般占蒸汽總產量的1％，消耗鍋爐熱效率的0.7％，電廠效率的0.1％。吹灰一方面會增加受熱面的清潔度，提高受熱面的傳熱系數，增大鍋爐吸熱量，提高鍋爐熱效率；另一方面，他又會消耗一定品質的蒸汽，排入煙道，使進入汽輪機做功的能量份額降低，導致鍋爐的熱效率下降。此外，出于安全性的考慮，吹灰不及時將使得受熱面表面溫度升高，導致高溫腐蝕；過于頻繁的吹灰又將破壞管壁外的氧化膜保護層，使得磨損加大，管壁減薄，吹灰裝置的維修費用加大。

發明內容

在當前電廠實際操作中，吹灰器的運行基本是由運行人員根據經驗，定時定程序進行吹灰，因此存在一定的盲目性和不確定性，有可能導致吹灰不及時或者吹灰頻率過高，從而影響機組運行的經濟性和安全性。

在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

根據本公開的一個實施例，提供一種用于包括多個吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制方法。該方法包括基于歷史數據估計鍋爐的負荷上升時段的步驟。該方法還包括根據吹灰裝置對再熱器溫度的影響來確定至少一個吹灰裝置的步驟。其中，如果操作所確定的吹灰裝置進行吹灰，將導致再熱器溫度下降。該方法還包括控制所確定的吹灰裝置在所估計的負荷上升時段進行吹灰的步驟。

根據本公開的另一個實施例，提供一種用于包括多個吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制系統。該系統包括估計裝置、確定裝置以及控制裝置。估計裝置用于基于歷史數據估計鍋爐的負荷上升時段。確定裝置用于根據吹灰裝置對再熱器溫度的影響，確定至少一個吹灰裝置。其中，如果操作所確定的吹灰裝置進行吹灰，將導致再熱器溫度下降。控制裝置用于控制所確定的吹灰裝置在所估計的負荷上升時段進行吹灰。

通過公開實施例的方案，能夠有效地將再熱器溫度保持在期望的范圍內。更具體地，通過在預期的負荷上升期進行吹灰，能夠在減少使用再熱器噴水等溫度調節方式的情況下防止再熱器超溫，從而提高了系統的經濟性；另一方面，還避免了吹灰過程使再熱蒸器溫度低于期望值。

附圖說明

本發明可以通過參考下文中結合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標記來表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中并且形成本說明書的一部分，而且用來進一步舉例說明本發明的優選實施例和解釋本發明的原理和優點。在附圖中：

圖1是示出根據一個實施例的鍋爐控制方法的過程示例的流程圖；

圖2A和圖2B是示出不同吹灰裝置對再熱器的溫度影響的示例情況的柱狀圖；

圖3是示出鍋爐負荷的歷史數據的示例的曲線圖；

圖4是示出一個實施例中估計負荷上升時段的過程示例的流程圖；

圖5示出了負荷變化模型的示例；

圖6示出了負荷變化的歷史數據與負荷變化模型的匹配情況的示例；

圖7是示出一個實施例中估計負荷上升時段的過程示例的流程圖；

圖8示出了負荷變化的歷史數據與負荷變化模型的匹配次數的統計示例；

圖9是示出根據一個實施例的用于負荷變化模式匹配的過程示例的流程圖；

圖10是示出模式匹配的一個具體示例過程的流程圖；

圖11是示出根據一個實施例的鍋爐控制系統的配置示例的框圖；

圖12是示出根據一個實施例的鍋爐控制系統中的估計裝置的配置示例的框圖；