[發明專利]分析鍋爐受熱面工質流量與熱負荷分布匹配特性的方法

有效

• 申請號: 201811388758.1
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109284581B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 肖杰;張恩先;丁建良;王亞歐;岳峻峰;鄒磊
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開了分析鍋爐受熱面工質流量與熱負荷分布匹配特性的方法，計算受熱面冷卻工質流量與熱負荷的匹配因子，對不匹配狀況進行分級；計算各影響因素對匹配因子的影響，根據影響程度進行分級，以此來分析受熱面冷卻工質流量與熱負荷的不匹配程度，診斷引起受熱面冷卻工質流量與熱負荷不匹配的顯著性因素，從而確定治理鍋爐受熱面工質流量與熱負荷分布不匹配的順序。本發明可通過對鍋爐受熱面冷卻工質流量分布與熱負荷分布匹配特性分析，診斷出對受熱面不匹配的可控的顯著影響因素，可控的半顯著影響因素，半可控的顯著影響因素，半可控的半顯著影響因素，快速準確地確定對受熱面冷卻工質流量分布與熱負荷分布不匹配的治理次序。

技術領域

本發明屬于帶有正反饋特性的鍋爐受熱面與吸熱量、即熱負荷分布匹配的分析方法，具體涉及分析鍋爐受熱面工質流量與熱負荷分布匹配特性的方法。

背景技術

鍋爐的過熱器、再熱器與直流鍋爐的水冷壁具有典型的正反饋特性，換熱管熱負荷越大，則換熱管出口工質溫度越高，工質密度低導致管內冷卻工質流量減少，出口工質溫度更高。設計時采用控制換熱管流動阻力系數來與吸熱量匹配的方法來使得出口工質溫度基本一致，運行中往往表現出較大的差異。目前對出口壁溫分布偏差分析的較多。但沒有形成系統的方法表述受熱面工質流量與熱負荷匹配的程度，也沒有專門的方法來診斷引起受熱面工質流量與熱負荷不匹配的原因。

目前鍋爐受熱面出口壁溫分布偏差較大的狀況比較突出，對鍋爐受熱面運行安全影響很大，如引起部分換熱管材料老化過快、部分換熱管內壁氧化皮生長過快以及與母材結合狀態不好，水冷壁管拉裂以及水冷壁管大面積橫向裂紋。引起壁溫分布偏差大的原因是換熱管內冷卻工質流量與換熱管吸熱量不匹配，造成不匹配的因素有：換熱管流量阻力系數分布；不同受熱管的吸熱量偏差；爐內煙氣溫度與煙氣流量分布，即熱負荷分布；受熱面表面結焦與積垢；鍋爐熱負荷變化引起的煙氣流量與溫度分布變化；熱負荷引起的輻射換熱與對流換熱比例變化；鍋爐熱負荷變化引起的爐膛火焰溫度分布變化；磨煤機投用切換引起的爐膛火焰溫度分布變化；進出口集箱靜壓分布；汽水系統阻力系數分布與理論偏差；節流孔結垢等。對受熱面換熱管內冷卻工質流量與熱負荷匹配特性的表述，還有變負荷過程中汽波動幅度與速率，壁溫波動較汽溫的放大效應等。其中有些因素的變化是難以控制的，屬于不可控因素；有些因素可以改變，屬于可控因素；有些因素通過調整控制，可以部分改變，屬于半可控因素。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供分析鍋爐受熱面工質流量與熱負荷分布匹配特性的方法。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

分析鍋爐受熱面工質流量與熱負荷分布匹配特性的方法，計算受熱面冷卻工質流量與熱負荷的匹配因子，對不匹配狀況進行分級；計算各影響因素對匹配因子的影響，根據影響程度進行分級，以此來分析受熱面冷卻工質流量與熱負荷的不匹配程度，診斷引起受熱面冷卻工質流量與熱負荷不匹配的顯著性因素，從而確定治理鍋爐受熱面工質流量與熱負荷分布不匹配的順序，具體包括以下步驟：

步驟一：測試不同運行工況下受熱面出口壁溫分布；

步驟二：根據鍋爐運行參數與壁溫分布，計算各受熱管的工質焓升分布；

步驟三：統計焓升分布，計算平均焓升、標準焓升偏差、最大焓升偏差、相對最大焓升偏差；異常焓升集中度、最大焓升遷移、異常焓升分布遷移；

計算平均焓升、標準焓升偏差、最大焓升偏差、相對最大焓升偏差；異常焓升集中度、最大焓升遷移、異常焓升分布遷移的公式如下：

平均焓升：

標準焓升偏差：

焓升偏差，即換熱管焓升與平均焓升的差值：ΔH_ij＝H_ij-H_p kJ/kg (3)；