阅读说明：本技术 一种锅炉水冷壁灰污监测系统 (Boiler water-cooled wall dirt monitoring system ) 是由 邹洋 张翔 闫凯 乌晓江 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种锅炉水冷壁灰污监测系统,所述锅炉水冷壁上有N个吹灰器,N≥1,N个吹灰器位于M个不同高度,M≥1,每个高度有n个吹灰器,1≤n≤N,其特征在于,所述监测系统包括J个鳍片热电偶、K个管壁热电偶、温度数据采集器、数据处理平台。本发明将鳍片热电偶布置在每一个吹灰器附近,一方面所需的鳍片热电偶数量较少,另一方面一旦监测到该热电偶所在的水冷壁区域污染率高,可通过控制该热电偶附近的吹灰器进行吹灰操作,保持受热面的清洁并监测吹灰效果。(The invention provides a boiler water wall ash and dirt monitoring system, wherein N soot blowers are arranged on a boiler water wall, N is more than or equal to 1, the N soot blowers are positioned at M different heights, M is more than or equal to 1, each height is provided with N soot blowers, N is more than or equal to 1 and less than or equal to N, and the boiler water wall ash and dirt monitoring system is characterized by comprising J fin thermocouples, K tube wall thermocouples, a temperature data collector and a data processing platform. According to the invention, the fin thermocouples are arranged near each soot blower, so that on one hand, the number of the required fin thermocouples is small, and on the other hand, once the pollution rate of a water wall area where the thermocouples are located is high, soot blowing operation can be carried out by controlling the soot blowers near the thermocouples, the heating surface is kept clean, and the soot blowing effect is monitored.)

一种锅炉水冷壁灰污监测系统

技术领域

本发明涉及燃烧设备智能化控制系统技术领域，特别涉及一种锅炉水冷壁灰污监测系统。

背景技术

锅炉是电站运行的关键设备，燃煤锅炉在运行过程中，会产生大量炉内煤燃烧的副产品——灰渣，使受热面不可避免地出现不同程度的灰污。吹灰是清除灰污和维持锅炉受热面清洁的的有效手段。吹灰器利用一定的吹灰介质(水、蒸汽、声波等)吹扫受热面，清除表面污垢，使得其表面回复清洁状态。吹灰系统是提高机组可用率、保障机组安全经济运行的重要手段。

目前大型电站锅炉吹灰操作一般采用定时定量的程序控制方式。这种方式是在不了解受热面实际灰污状态下进行的，不可避免地会产生吹灰不足或吹灰过度的现象，并且吹灰时间、部位大多凭经验决定，存在人为的主观性。此外，若吹灰周期过短，将导致不必要的吹灰工质耗费、降低受热面的使用寿命及吹灰器自身的使用寿命，增加额外的成本开销；若吹灰周期过长，将导致积灰层过厚且难以清理，造成吹灰效果不佳。因此对锅炉水冷壁灰污进行实时监测，进而合理的投用吹灰系统，使锅炉获得更好的经济效益，显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：吹灰系统在运行过程中容易产生吹灰不足、吹灰过度、吹灰周期不当。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种锅炉水冷壁灰污监测系统，所述锅炉水冷壁上有N个吹灰器，N≥1，N个吹灰器位于M个不同高度，M≥1，每个高度有n个吹灰器，1≤n≤N，其特征在于，所述监测系统包括J个鳍片热电偶、K个管壁热电偶、温度数据采集器、数据处理平台，1≤J≤N，1≤K≤J；

J个鳍片热电偶分别布置在J个吹灰器附近，第j个鳍片热电偶布置在与第j个吹灰器相距一定距离D以内的所述锅炉水冷壁的水冷壁鳍片处，j＝1,…,J，由鳍片热电偶测量水冷壁鳍片的鳍片温度；

K个管壁热电偶分别布置在与K个鳍片热电偶相邻的所述锅炉水冷壁的水冷壁管的背火侧最外部，用于测量水冷壁管的管壁温度；

鳍片热电偶测得的鳍片温度及管壁热电偶测得的管壁温度通过温度数据采集器接入数据处理平台；

数据处理平台基于鳍片温度和管壁温度的温度差值，当水冷壁管及水冷壁鳍片的向火侧处于清洁状态时，温度差值较大；当水冷壁管及水冷壁鳍片的向火侧处于灰污状态时，温度差值较小；水冷壁管及水冷壁鳍片的向火侧灰污越严重，则温度差值越小，由此数据处理平台通过线性运算得到各吹灰器区域的灰污程度，即污染率。

优选地，所述鳍片热电偶的数量J＝所述吹灰器的数量N，且每个所述吹灰器对应一个所述鳍片热电偶。

优选地，所述管壁热电偶的数量K远小于所述鳍片热电偶的数量J，且所述管壁热电偶的数量K≤M，每个高度至多布置一个所述管壁热电偶。

优选地，设当前吹灰器区域的所述污染率为W，则有：

式中，Ta为当前吹灰器区域所对应的吹灰器旁的所述鳍片热电偶测得的鳍片温度；

Tb为位于当前吹灰器区域所对应的吹灰器同一高度的所述管壁热电偶测得的管壁温度；

T0为受热面清洁状态下Ta与Tb的差值，通过在锅炉运行初期在当前吹灰器吹灰结束后进行标定。

优选地，所述距离D为1.5米。

优选地，所述吹灰器为蒸汽吹灰器、水力吹灰器或声波吹灰器。

优选地，基于所述数据处理平台获得的吹灰器区域的污染率，由锅炉运行人员或所述数据处理平台判断是否进行吹灰操作，进而保持锅炉水冷壁的清洁。

通过采用上述方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明将鳍片热电偶布置在每一个吹灰器附近，一方面所需的鳍片热电偶数量较少，另一方面一旦监测到该热电偶所在的水冷壁区域污染率高，可通过控制该热电偶附近的吹灰器进行吹灰操作，保持受热面的清洁并监测吹灰效果；

(2)本发明在同一高度的吹灰器旁，每面水冷壁墙上最多布置一个管壁热电偶，大幅减少了管壁热电偶数量，可大幅降低管壁热电偶安装过程中水冷壁被破坏的风险，有利于大范围推广使用。

附图说明

图1是本发明实施例中锅炉水冷壁一面墙上的吹灰器及热电偶布置示意图；

图2是本发明实施例中鳍片热电偶和管壁热电偶的安装位置示意图；

图中，1、锅炉水冷壁；a-1—c-3、吹灰器；2、壁温热电偶；3、鳍片热电偶；4、水冷壁管；5、水冷壁鳍片；6、温度数据采集器；7、数据处理平台。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1及图2所示，本发明实施例提供公开的锅炉水冷壁灰污监测系统包括锅炉水冷壁1上的9个吹灰器a-1—c-3、9个鳍片热电偶3、2个壁温热电偶2。每个吹灰器对应一个鳍片热电偶3，鳍片热电偶3布置在相对应的吹灰器旁靠近炉墙中心线的位置。2个壁温热电偶2则布置在最下层和最上层靠近炉墙中央的鳍片热电偶3旁。

鳍片热电偶3测得的鳍片温度及管壁热电偶2测得的管壁温度通过温度数据采集器6接入数据处理平台7，数据处理平台7基于鳍片温度和管壁温度的温度差值，通过线性运算得到各吹灰器区域的灰污程度，即污染率。

该锅炉水冷壁灰污监测系统的工作原理为：

当鳍片热电偶3、壁温热电偶2所在的水冷壁处于清洁状态时，鳍片热电偶3和壁温热电偶2测得的温度差值较大；当鳍片热电偶3、壁温热电偶2所在的水冷壁处于灰污状态时，鳍片热电偶3和壁温热电偶2测得的温度差值较小；鳍片热电偶3、壁温热电偶2所在的水冷壁灰污越严重，则鳍片热电偶3和壁温热电偶2测得的温度差值越小。

设当前吹灰器区域的所述污染率为W，则有：

式中，Ta为当前吹灰器区域所对应的吹灰器旁的所述鳍片热电偶测得的鳍片温度；

Tb为位于当前吹灰器区域所对应的吹灰器或下层吹灰器同一高度的所述管壁热电偶测得的管壁温度；

T0为受热面清洁状态下Ta与Tb的差值，通过在锅炉运行初期在当前吹灰器吹灰结束后进行标定。

本发明提供的锅炉水冷壁灰污监测系统，将鳍片热电偶布置在每一个吹灰器附近，一方面所需的鳍片热电偶数量较少，另一方面一旦监测到该热电偶所在的水冷壁区域污染率高，可通过控制该热电偶附近的吹灰器进行吹灰操作，保持受热面的清洁并监测吹灰效果。本发明大幅减少了管壁热电偶数量，可有效降低管壁热电偶安装过程中水冷壁被破坏的风险，有利于大范围推广使用。