[發(fā)明專利]一種燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣預(yù)警系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110387362.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN112923394A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張良平;楊君;徐楠楠;張宇博;王春昌;沈植;黨黎軍;劉超;陸軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): F23N5/20
• 分類號(hào): F23N5/20;F23N5/24;F23M11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣預(yù)警系統(tǒng)及方法，包括若干煙氣壓力測(cè)量裝置、煙氣差壓信號(hào)收集器、數(shù)據(jù)處理模塊和預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)；其中，若干煙氣壓力測(cè)量裝置均勻布置在后屏過熱器、末級(jí)過熱器和末級(jí)再熱器之間，若干煙氣壓力測(cè)量裝置與煙氣差壓信號(hào)收集器相連，煙氣差壓信號(hào)收集器與數(shù)據(jù)處理模塊相連；數(shù)據(jù)處理模塊連接有煤成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)處理模塊與預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)相連。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面進(jìn)出口煙氣差壓以監(jiān)測(cè)高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣引起的堵塞情況，并基于入爐混煤的煤質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)提前預(yù)判高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明投資成本較低，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃煤鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣預(yù)警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣問題是影響鍋爐運(yùn)行安全重要因素之一。鍋爐高溫對(duì)流受熱面表面若發(fā)生沾污結(jié)渣問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起搭橋，堵塞煙氣通道，形成“煙氣走廊”。由于受熱面受煙氣飛灰磨損程度與煙氣流速的三次方成正比關(guān)系，沾污結(jié)渣問題導(dǎo)致的“煙氣走廊”會(huì)急劇增大局部煙氣流速，進(jìn)而對(duì)受熱面管造成嚴(yán)重的磨損。鍋爐運(yùn)行期間，若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣問題，受熱面管會(huì)因飛灰磨損逐漸減薄，減薄到一定程度會(huì)發(fā)生泄漏事故。例如，2019年5月15日，某電廠摻燒高堿金屬含量的進(jìn)口煤種時(shí)，#1鍋爐和#4鍋爐高溫再熱器管屏均出現(xiàn)掛渣現(xiàn)象，最終#1鍋爐高溫再熱器的煙氣差壓增加到3000Pa左右，導(dǎo)致高溫再熱器管發(fā)生泄漏問題。某電廠#1鍋爐在2020年2月因摻燒高鈉印尼煤，煙道各部差壓較2020年1月增大約100Pa，停機(jī)期間檢查發(fā)現(xiàn)高溫再熱器上部約一半高度結(jié)焦嚴(yán)重。綜述可以看出，采取措施加以防范鍋爐高溫對(duì)流受熱面嚴(yán)重沾污結(jié)渣問題，對(duì)保障鍋爐運(yùn)行安全十分必要。

中國(guó)專利CN103604132A借助煙氣壓力采集裝置等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算對(duì)流受熱面的積灰厚度，將此積灰厚度與臨界積灰厚度進(jìn)行比較，若積灰厚度大于等于臨界積灰厚度，則輸出吹灰控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流受熱面的積灰智能監(jiān)測(cè)和控制。該方法依據(jù)需要配置大量測(cè)量?jī)x器，投資成本較大，且鍋爐對(duì)流受熱面工作環(huán)境復(fù)雜，計(jì)算值可能與實(shí)際有一定偏差。

中國(guó)專利CN112283689A根據(jù)管壁內(nèi)水和水蒸氣吸熱量的變化的灰污特征參數(shù)判斷對(duì)流受熱面積灰狀況。但如上述可知，對(duì)于高溫對(duì)流受熱面而言，發(fā)生掛渣搭橋之前，對(duì)流受熱面換熱情況未必有明顯惡化現(xiàn)象，通過蒸汽參數(shù)變化等難以監(jiān)測(cè)高溫對(duì)流受熱面實(shí)際沾污結(jié)渣問題，因此通過吸熱量的變化計(jì)算得出的灰污特征參數(shù)并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣引起的搭橋現(xiàn)象。中國(guó)專利CN112283689A更適用于低溫再熱器和低溫過熱器等低溫對(duì)流受熱面的積灰情況監(jiān)測(cè)。由于沾污結(jié)渣形成的搭橋現(xiàn)象會(huì)直接引起受熱面進(jìn)出口差壓變化，需要通過監(jiān)測(cè)高溫對(duì)流受熱面進(jìn)出口差壓變化，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重沾污結(jié)渣問題。

除此之外，如上述提到的案例，高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣現(xiàn)象受到入爐煤質(zhì)的直接影響，這主要是由于堿金屬、堿土金屬的氯合物和硫化物(如NaCl、Na₂SO₄、MgCl₂、CaCl₂等)的熔點(diǎn)大概在700～850℃，剛好在鍋爐水平煙道的煙氣溫度區(qū)間內(nèi)。因此，當(dāng)煤中的堿金屬、堿土金屬含量偏高時(shí)，末級(jí)過熱器、末級(jí)再熱器等高溫對(duì)流受熱面極易發(fā)生沾污結(jié)渣問題。由此可見，開發(fā)一種充分利用煤灰成分分析數(shù)據(jù)的燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣預(yù)警系統(tǒng)具有很大的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣預(yù)警系統(tǒng)及方法，以讓機(jī)組運(yùn)行人員及時(shí)掌握燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣情況，避免高溫對(duì)流受熱面嚴(yán)重沾污結(jié)渣影響鍋爐安全運(yùn)行。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種燃煤鍋爐高溫對(duì)流受熱面沾污結(jié)渣預(yù)警系統(tǒng)，包括煙氣壓力測(cè)量裝置、煙氣差壓信號(hào)收集器、數(shù)據(jù)處理模塊和預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)；