[發明專利]一種用于燃煤電站鍋爐的結焦監測及預警裝置系統及方法

在審

• 申請號: 202210322650.2
• 申請日: 2022-03-29
• 公開（公告）號: CN114738792A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 呂為智;王家望;石全成;田永強;蔡傳琦;吳承剛;朱盼;何翔;馬達夫;趙旭
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司;中電投新疆能源化工集團五彩灣發電有限責任公司;上海上發院發電成套設備工程有限公司
• 主分類號: F23N5/00
• 分類號: F23N5/00;F23N5/02;F23N5/24;F22B35/00;F22B37/42;F24H9/20;F24H15/288;F24H15/395
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

本發明提供一種用于燃煤電站鍋爐的結焦監測及預警裝置系統及方法，通過在燃煤電站鍋爐的分隔屏、末級過熱器和末級再熱器處增加煙溫監測裝置和壁溫監測裝置，基于海量的煙溫數據和壁溫數據進行計算，得到鍋爐受熱面的沾污系數，并在此基礎上進行鍋爐結焦情況、積灰程度、結焦位置等信息的間接監視和數字可視化展示。所述結焦監測及預警方法較原本的人工判斷鍋爐結焦情況更為精準和提前，可指導運行人員進行相關優化操作，保障燃煤電站鍋爐的安全穩定運行。

技術領域

本發明涉及鍋爐運行優化技術領域，尤其涉及一種用于燃煤電站鍋爐的結焦監測及預警裝置系統及方法。

背景技術

為了降低發電成本，提高競爭力，部分燃煤機組逐漸開始在設計煤種的基礎上摻燒其它煤種，主要以褐煤等劣質煤為主。然而，摻燒非設計劣質煤帶來一系列結焦、沾污等問題。另一方面，燃燒工況組織的不合理也會引起爐膛內燃燒不均勻、火焰中心偏斜、火焰刷墻等情況，嚴重時會導致爐膛受熱面的結焦等問題的發生。

鍋爐受熱面積灰、結焦影響鍋爐受熱面的換熱效果，使得鍋爐效率下降、供電煤耗升高，由于鍋爐受熱面特殊的運行環境，長期以來運行人員缺乏有效的監測手段，主要通過就地巡檢、查看觀火孔、查看歷史數據等手段進行經驗分析和判斷，時效性和準確性較差。如何解決鍋爐受熱面結焦的在線實時監測以及預警，成為目前亟待解決的問題。

CN202118880U公開了一種鍋爐智能吹灰優化與在線結焦預警系統，包括控制器、監測系統、燃氣吹灰系統，所述監測系統的監測點設置在鍋爐的局部受熱面上，所述控制器根據所述監測系統傳輸的信號分析確定并傳輸指令至所述燃氣吹灰系統，所述燃氣吹灰系統根據指令進行吹灰。優選方案還包括結焦預警系統和超高溫預警系統。在鍋爐各受熱面污染在線監測的基礎上，實現系統開環運行操作指導與閉環反饋監測控制相結合的智能吹灰運行模式，降低排煙溫度，提高了鍋爐效率，同時還建立了結焦預警、超溫預警系統，使得鍋爐的安全經濟運行得到進一步的保障。

CN110738328A公開了一種鍋爐受熱面防磨防爆預防性維護系統，包括：三維模型模塊，用于建立三維模型，以進行鍋爐設備可視化管理；臺賬管理模塊，用于建立設備臺賬信息，以進行設備電子臺賬管理；臺賬信息包括受熱面管排、集箱及焊口信息；設備臺賬信息與所述三維模型關聯；SIS數據采集模塊，用于采集SIS數據；SIS數據與所述三維模型關聯；高溫預警模塊，用于根據爐膛溫度分布、壁溫進行高溫報警；金屬減薄率分析模塊，用于基于運行工況數據、爐膛壁厚、吹灰器吹掃部位進行金屬減薄率分析。所述系統能夠實現鍋爐設備數據的可視化管理、設備電子臺賬管理、受熱面高溫預警、四管泄漏預警，為鍋爐泄漏分析、燃燒均勻性分析、結焦預警和檢修策劃提供強大的分析平臺。

CN109934417A公開了基于卷積神經網絡的鍋爐結焦預警方法，包括以下步驟：1)、采集鍋爐內結焦或不結焦的數據信息；2)、選取步驟1)的數據信息中，同一時間段的結焦或不結焦的數個測點溫度數據；3)、構建結焦或不結焦的卷積神經網絡模型，其包括：輸入層、卷積層、下采樣層、全連接層和輸出層；4)、從實時采集的鍋爐數據源中，隨機選取同一時間段的數個測點溫度數據，輸入步驟3)的結焦或不結焦的卷積神經網絡模型，得到該測點溫度數據的圖像特征，判斷其結焦或不結焦。所述鍋爐結焦預警方法為鍋爐結焦提供預警方案，能夠準確的預測鍋爐受熱面結焦情況，為判斷鍋爐受熱面結焦提供科學的指導依據。

但上述鍋爐受熱面結焦的監測及數據分析方法較為復雜，發出的預警信號不夠準確，不能指導運行人員進行及時的處理與維護。

因此，從鍋爐整體的安全性、經濟性和環保性考慮，開發一種用于燃煤電站鍋爐的結焦監測及預警裝置系統及方法，實現燃煤電站鍋爐的運行優化具有重要意義。

發明內容