專利名稱：一種電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電站鍋爐高溫受熱面壁溫溫度監(jiān)測(cè)參數(shù)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和校正，具體是指一種電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法，該校驗(yàn)方法能夠幫助運(yùn)行人員判斷監(jiān)測(cè)參數(shù)的有效性和準(zhǔn)確性，特別涉及對(duì)電站超(超)臨界鍋爐煙氣側(cè)受熱面壁溫監(jiān)測(cè)提供有效的指導(dǎo)和幫助。
背景技術(shù)：
隨著燃料價(jià)格的不斷升聞，提聞電站鍋爐的運(yùn)行效率，成為提聞經(jīng)濟(jì)性和減少污染物排放的必然選擇。如何精確評(píng)估電站鍋爐性能和設(shè)備工作狀態(tài)的安全性，進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化電站鍋爐參數(shù)，通過(guò)電站鍋爐SIS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)運(yùn)用計(jì)算模型給電站鍋爐運(yùn)行提供詳 盡信息，進(jìn)而利用性能監(jiān)測(cè)技術(shù)提高設(shè)備性能和安全性，減小燃料花費(fèi)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，提高鍋爐設(shè)備可用率和降低排放，成為一種必然趨勢(shì)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)綜合和校驗(yàn)技術(shù)可以提供運(yùn)行人員可靠信息，幫助運(yùn)行人員采取可靠和有效的行動(dòng)。依靠可靠和精確分析結(jié)果，結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前超臨界鍋爐受熱面工作性能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，不僅能夠提高設(shè)備安全性，而且可以為運(yùn)行和操作提供準(zhǔn)確信息，從而提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。使用本發(fā)明基于鍋爐受熱面狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)鍋爐受熱面壁溫工作狀態(tài)提供自動(dòng)的評(píng)斷數(shù)據(jù)和受熱面性能評(píng)估，該系統(tǒng)并不是基于單個(gè)受熱面變量而是基于受熱面運(yùn)行中一系列相關(guān)參數(shù)和變量的變化規(guī)律，找出引起性能降低的根本原因，從而提高系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟(jì)性。目前有各種監(jiān)測(cè)和診斷方法可以優(yōu)化電站狀態(tài)參數(shù)，這些功能能夠深入理解設(shè)備和系統(tǒng)相關(guān)的機(jī)理、過(guò)程和聯(lián)系。本發(fā)明將鍋爐受熱面過(guò)程數(shù)據(jù)與測(cè)量數(shù)據(jù)用數(shù)學(xué)模型得出驗(yàn)證性能數(shù)據(jù)比較，應(yīng)用離線分析和在線性能監(jiān)測(cè)針對(duì)需要關(guān)心鍋爐受熱面熱力循環(huán)的模型，離線進(jìn)行熱力性能分析，該離線性能分析依靠鍋爐受熱面壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)提供詳盡的鍋爐受熱面工作穩(wěn)態(tài)過(guò)程，針對(duì)實(shí)際運(yùn)行中，由于鍋爐受熱面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作可靠性降低，有時(shí)會(huì)影響鍋爐運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示，給運(yùn)行人員提供錯(cuò)誤信息，因此必須幫助運(yùn)行人員監(jiān)測(cè)受熱面工作狀態(tài)，使鍋爐受熱面工作狀態(tài)不會(huì)偏離最佳工況太遠(yuǎn)，進(jìn)而影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法，通過(guò)已有監(jiān)測(cè)參數(shù)和分析模型，提高電站鍋爐受熱面工作可靠性和設(shè)備安全性，達(dá)到提高電站鍋爐安全性和經(jīng)濟(jì)性目的。本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法，該方法包括如下步驟步驟(I):采用現(xiàn)有常規(guī)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)鍋爐各級(jí)受熱面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)并采集，采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)包括各級(jí)受熱面的煙氣側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值和蒸汽側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值，并且通過(guò)計(jì)算得出鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量；步驟(2):對(duì)步驟(I)獲得的各種數(shù)值選用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算，得出鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量計(jì)算 值、煙氣側(cè)溫度計(jì)算值和蒸汽側(cè)溫度計(jì)算值，其中，所選用的數(shù)學(xué)模型包括如下方程式Qd = D(i" -i’VBj-Qf (I)
Qd=(p{f-r+ha!f)⑶
KHNm
,d d . d、twb = Ivz + q(~r + — In —)(句
a2dn 2k dn上述四個(gè)公式為計(jì)算受熱面換熱和壁溫的基本方程，這些基于能量守恒建立方程，可以計(jì)算受熱面吸收熱量，其中，B」為計(jì)算燃料量(kg/s)，D為工質(zhì)流量(kg/s)，i’為受熱面進(jìn)口處工質(zhì)的焓(kj/kg)，i”為受熱面出口處工質(zhì)的焓(kJ/kg)，K為傳熱系數(shù)(kW/(m2. ° C))，H為受熱面積m2，At為煙氣與工質(zhì)之間的溫壓，I’為受熱面進(jìn)口處煙氣的焓(kj/kg)，I”為受熱面出口處煙氣的焓(kj/kg)，A a I1tlS漏風(fēng)帶入熱量(kj/kg)，A管壁導(dǎo)熱系數(shù)w/(m. ° C)，d為管子外徑m，dn為管子內(nèi)徑m，％管內(nèi)壁與工質(zhì)間的放熱系數(shù)，w/(m2. ° C)，tgz為管子內(nèi)壁溫度(° C)，twb為管子外壁溫度(° C)，q為管子壁面熱流密度w/m2，Qd為工質(zhì)吸熱量(kj/kg)，(p為受熱面保熱系數(shù)，Qf為受熱面吸收的輻射熱(kj/kg)；步驟(3):對(duì)步驟(2)計(jì)算得到的鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量計(jì)算值、煙氣側(cè)溫度計(jì)算值和蒸汽側(cè)溫度計(jì)算值與步驟(I)在線監(jiān)測(cè)獲得的鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量、煙氣側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值和蒸汽側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值的對(duì)應(yīng)數(shù)值進(jìn)行比較，確定計(jì)算得出的數(shù)據(jù)參數(shù)與監(jiān)測(cè)得出的數(shù)據(jù)參數(shù)之間的差值是否在允許范圍內(nèi)，從而校驗(yàn)鍋爐各級(jí)受熱面的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的可靠性和精確性，從而對(duì)電站鍋爐煙氣和蒸汽系統(tǒng)監(jiān)測(cè)提供有效的指導(dǎo)和幫助。在現(xiàn)有電站SIS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用本發(fā)明提出的計(jì)算方法，就可以達(dá)到分析電站鍋爐受熱面運(yùn)行狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)性的目的，且利用現(xiàn)有SIS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)，不用增加更多監(jiān)測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)提高電站鍋爐經(jīng)濟(jì)性目的。本發(fā)明中，所述各級(jí)受熱面是指置于鍋爐爐膛內(nèi)的屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、高溫再熱器、低溫再熱器、低溫過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器各設(shè)備的受熱面。本發(fā)明中，所述步驟(3)中確定計(jì)算得出的數(shù)據(jù)參數(shù)與監(jiān)測(cè)得出的數(shù)據(jù)參數(shù)之間的差值是否在允許范圍內(nèi)的判定標(biāo)準(zhǔn)為在熱力計(jì)算過(guò)程中每一級(jí)受熱面熱平衡量控制在±5%以內(nèi)，整個(gè)計(jì)算后總受熱面熱量和輸入熱量誤差控制在±1%以內(nèi)為允許的范圍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的校驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，將鍋爐受熱面過(guò)程數(shù)據(jù)與測(cè)量數(shù)據(jù)用數(shù)學(xué)模型得出驗(yàn)證性能數(shù)據(jù)比較，應(yīng)用離線分析和在線性能監(jiān)測(cè)針對(duì)需要關(guān)心鍋爐受熱面熱力循環(huán)的模型，離線進(jìn)行熱力性能分析，該離線性能分析依靠鍋爐受熱面壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)提供詳盡的鍋爐受熱面工作穩(wěn)態(tài)過(guò)程，針對(duì)實(shí)際運(yùn)行中，由于鍋爐受熱面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作可靠性降低，有時(shí)會(huì)影響鍋爐運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示，給運(yùn)行人員提供錯(cuò)誤信息，因此必須幫助運(yùn)行人員監(jiān)測(cè)受熱面工作狀態(tài)，使鍋爐受熱面工作狀態(tài)不會(huì)偏離最佳工況太遠(yuǎn)，進(jìn)而影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明提出的校驗(yàn)方法的框圖；圖2為超臨界鍋爐受:熱面整體熱力系統(tǒng)熱平衡圖；圖3為針對(duì)某鍋爐低溫過(guò)熱器進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)計(jì)算部位和方法；圖4給出針對(duì)該受熱面進(jìn)行熱力計(jì)算數(shù)據(jù)比較和分析。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、屏式過(guò)熱器；2、高溫過(guò)熱器；3、高溫再熱器；4、低溫再熱器；5、低溫過(guò)熱器；6、
省煤器；7、空氣預(yù)熱器；
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法，如圖I所示為該校驗(yàn)方法工作的基本原理框架圖，通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的在線監(jiān)測(cè)SIS系統(tǒng)，運(yùn)行人員可以獲得鍋爐受熱面壁溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)超臨界鍋爐受熱面熱力計(jì)算方法(參考鍋爐熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn))，根據(jù)鍋爐受熱面煙氣和蒸汽側(cè)獲得的性能參數(shù)，將這些參數(shù)與相應(yīng)的鍋爐受熱面性能熱力計(jì)算方法得出有關(guān)性能參數(shù)進(jìn)行比較后，可以得出鍋爐受熱面性能監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)，然后通過(guò)調(diào)整模型，可以依照受熱面不同位置確定計(jì)算不同部位，通過(guò)匯總計(jì)算結(jié)果，可以將計(jì)算和顯示數(shù)據(jù)比較，根據(jù)鍋爐受熱面運(yùn)行情況，給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)可靠性比較結(jié)論。參照?qǐng)DI設(shè)計(jì)可以知道，目前在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供充足信息，但是有些參數(shù)的顯示與實(shí)際情況有差距，本發(fā)明通過(guò)針對(duì)特定參數(shù)選擇熱力計(jì)算模型，通過(guò)選擇驗(yàn)證計(jì)算數(shù)據(jù)，進(jìn)行熱力性能計(jì)算，獲得相應(yīng)驗(yàn)證數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示，與相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定數(shù)據(jù)的可靠性。以某超臨界鍋爐受熱面計(jì)算為例，根據(jù)電站鍋爐熱力計(jì)算方法，當(dāng)進(jìn)行受熱面計(jì)算時(shí)，對(duì)于受熱面工質(zhì)側(cè)使用公式如下
權(quán)利要求
1.一種電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法，該方法包括如下步驟 步驟(I):采用現(xiàn)有常規(guī)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)鍋爐各級(jí)受熱面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)并采集，采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)包括各級(jí)受熱面的煙氣側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值和蒸汽側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值，并且通過(guò)計(jì)算得出鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量； 步驟(2):對(duì)步驟(I)獲得的各種數(shù)值選用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算，得出鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量計(jì)算值、煙氣側(cè)溫度計(jì)算值和蒸汽側(cè)溫度計(jì)算值，其中，所選用的數(shù)學(xué)模型包括如下方程式 Qd = D(i" -i’VBj-Qf (I)ρα=φ( - + αΙ^(2) (J=—(3) ?！肖騻浈? (4) 上述四個(gè)公式為計(jì)算受熱面換熱和壁溫的基本方程，其中，B〗為計(jì)算燃料量(kg/s)，D為エ質(zhì)流量(kg/s)，i’為受熱面進(jìn)ロ處エ質(zhì)的焓(kj/kg)，i”為受熱面出口處エ質(zhì)的焓(kJ/kg)，K為傳熱系數(shù)(kW/(m2. ° (^^!!為受熱面積!!!2，At為煙氣與エ質(zhì)之間的溫壓，I’為受熱面進(jìn)ロ處煙氣的焓(kj/kg)，I”為受熱面出口處煙氣的焓(kj/kg)，Λ αピ為漏風(fēng)帶入熱量(kj/kg), λ管壁導(dǎo)熱系數(shù)w/(m.° C), d為管子外徑m, dn為管子內(nèi)徑m, α 2管內(nèi)壁與エ質(zhì)間的放熱系數(shù)，w/(m2. ° C)，tgz為管子內(nèi)壁溫度(° C)，twb為管子外壁溫度(° C)，q為管子壁面熱流密度w/m2,Qd為エ質(zhì)吸熱量(kj/kg)為受熱面保熱系數(shù),Qf為受熱面吸收的福射熱(kj/kg)； 步驟(3):對(duì)步驟(2)計(jì)算得到的鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量計(jì)算值、煙氣側(cè)溫度計(jì)算值和蒸汽側(cè)溫度計(jì)算值與步驟(I)在線監(jiān)測(cè)獲得的鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量、煙氣側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值和蒸汽側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值的對(duì)應(yīng)數(shù)值進(jìn)行比較，確定計(jì)算得出的數(shù)據(jù)參數(shù)與監(jiān)測(cè)得出的數(shù)據(jù)參數(shù)之間的差值是否在允許范圍內(nèi)，從而校驗(yàn)鍋爐各級(jí)受熱面的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的可靠性和精確性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法，其特征在于所述各級(jí)受熱面是指置于鍋爐爐膛內(nèi)的屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、高溫再熱器、低溫再熱器、低溫過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器各設(shè)備的受熱面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法，其特征在于所述步驟(3)中確定計(jì)算得出的數(shù)據(jù)參數(shù)與監(jiān)測(cè)得出的數(shù)據(jù)參數(shù)之間的差值是否在允許范圍內(nèi)的判定標(biāo)準(zhǔn)為在熱カ計(jì)算過(guò)程中每ー級(jí)受熱面熱平衡量控制在±5%以內(nèi)，整個(gè)計(jì)算后總受熱面熱量和輸入熱量誤差控制在±1%以內(nèi)為允許的范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電站超臨界鍋爐各級(jí)受熱面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的校驗(yàn)方法，包括(1)采用現(xiàn)有常規(guī)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)鍋爐各級(jí)受熱面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)諸如煙氣側(cè)溫度和蒸汽側(cè)溫度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)并采集，并且通過(guò)計(jì)算得出鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量；(2)對(duì)步驟(1)獲得的各種數(shù)值選用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算，得出鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量計(jì)算值、煙氣側(cè)溫度計(jì)算值和蒸汽側(cè)溫度計(jì)算值；(3)對(duì)步驟(2)計(jì)算得到的鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量計(jì)算值、煙氣側(cè)溫度計(jì)算值和蒸汽側(cè)溫度計(jì)算值與步驟(1)在線監(jiān)測(cè)獲得的鍋爐各級(jí)受熱面吸熱量、煙氣側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值和蒸汽側(cè)溫度監(jiān)測(cè)值的對(duì)應(yīng)數(shù)值進(jìn)行比較。該方法能為電站鍋爐煙氣和蒸汽系統(tǒng)監(jiān)測(cè)提供有效的指導(dǎo)和幫助。
文檔編號(hào)F22B35/00GK102734783SQ20121019253
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者付忠廣, 宋景慧, 龐力平, 曹勇, 湛志鋼, 羅遵福, 肖小清, 闞偉民 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院