1GW超超臨界機組鍋爐受熱面污染監(jiān)測

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1、上海電力2010年第2期1GW超超臨界機組鍋爐受熱面污染監(jiān)測周保中，向文國，孫小燕，孫鵬(東南大學能源與環(huán)境學院，江蘇南京210096)摘要：超超臨界火電機組正逐漸成為當今的主力機組，隨著單機容量的增大，對機組安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行提出了更高的要求。利用電廠現(xiàn)有的DCS采集系統(tǒng)，對鍋爐各主要對流受熱面的積灰、結(jié)渣、爐膛出口煙氣溫度進行在線監(jiān)測和分析計算。通過建立優(yōu)化吹灰模型，研制出“鍋爐智能吹灰優(yōu)化系統(tǒng)”，實時計算和分析鍋爐的受熱面的運行狀態(tài)和被污染程度及受熱面磨損程度，用以實施受熱面污染在線監(jiān)測及優(yōu)化吹灰指導。對鍋爐實施受熱面污染監(jiān)測后，排煙溫度降低了0．9822~C，煤耗降

2、低了0．19g／(kW·h)。關(guān)鍵詞：超超臨界燃煤機組；灰污系數(shù)；吹灰優(yōu)化中圖分類號：TK223．3文獻標識碼：A爐內(nèi)主要受熱面包括：爐膛、屏式過熱器(下稱屏l引言過)、高溫過熱器(下稱高過)、低溫過熱器(下稱低近年來，大型燃煤鍋爐受熱面污染在線監(jiān)測過)、高溫再熱器(下稱高再)、低溫再熱器(下稱低和吹灰優(yōu)化作為節(jié)能與安全運行的重要措施，得再)、省煤器、空氣預熱器，各受熱面在爐內(nèi)的布置到了廣泛的重視和發(fā)展。隨著國家對超超臨界機如圖1所示。鍋爐設(shè)計燃料為兗礦煤。組發(fā)展的重視，開發(fā)相應的適用于百萬機組的灰低污染監(jiān)測及吹灰優(yōu)化系統(tǒng)顯得尤其重要。超超臨界機組具有參數(shù)高、煤耗低、經(jīng)濟性

3、好等優(yōu)點，但隨著機組容量增大，對機組安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行提出了更高的要求。蒸汽吹灰系統(tǒng)的過吹，會造成受熱面磨損加劇；而吹灰過少，會直接影響排煙溫度和再熱蒸汽溫度，降低鍋爐效率。超超臨界機組受熱面的布置方式，對選取合適的臨界灰污系數(shù)提出了更高的要求。中國華電集團公司通過實施“超超臨界鍋爐吹灰優(yōu)化試驗研究”(創(chuàng)新基金)項目，實現(xiàn)智能吹幽l鄒縣電J7號鍋爐受熱面不恿圖灰、按需吹灰，可增強受熱面?zhèn)鳠嵝Ч?，降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐效率，優(yōu)化汽水系統(tǒng)參數(shù)，降3灰污監(jiān)測計算低供電煤耗，達到節(jié)能降耗、提高機組運行經(jīng)濟性3．1全輻射屏過和安全性的目的，同時對同類型超超臨界機組具全輻射屏過的計算

4、模型是基于熱平衡和傳熱有借鑒和指導意義。計算原理計算分析得到的。2機組概況(1)屏過換熱量的計算公式華電國際鄒縣發(fā)電廠7號鍋爐是東方鍋爐Qp-：B(?1)．(集團)股份有限公司與日本巴布科可一日立公司式中D——過熱器內(nèi)工質(zhì)流量；及東方一日立鍋爐有限公司合作設(shè)計、聯(lián)合制造B，——計算燃料消耗量；的1GW超超臨界本生直流鍋爐。為了保持鍋爐h”——過熱器進口工質(zhì)的焓；各級受熱面的清潔，提供了82支爐膛吹灰器、4O——過熱器出口工質(zhì)的焓；支長伸縮式吹灰器以及12支半伸縮式吹灰器。A——計及暴光不均勻的屏的面積；一]]8一Z010年第2期上海電力——屏輻射吸熱分布系數(shù)；900MW，上

5、下波動范圍在1OWM之內(nèi)。實驗過q——爐內(nèi)平均輻射熱強度。程中記錄吹灰槍數(shù)目和動作時間，采集實時數(shù)據(jù)(2)爐內(nèi)平均輻射熱強度的計算公式庫(PlantIn~ormation，PI)中的相關(guān)實時數(shù)據(jù)。4．1屏過實驗結(jié)果(2)屏過實驗結(jié)果如圖2所示，從圖2中曲線可式中——爐膛吸熱量；以看出，在進行吹掃后屏過灰污系數(shù)有顯著下降，A——爐墻面積。表明系統(tǒng)準確監(jiān)測出屏過污染狀態(tài)的變化。同時(3)爐膛吸熱量的計算公式說明屏過處布置的吹灰器對受熱面有顯著的吹灰Qf一(Q—H”z)(3)清掃效果。從屏過的灰污系數(shù)曲線變化趨勢還可式中保熱系數(shù)；看出，在吹掃前，屏過的灰污系數(shù)還表現(xiàn)出明顯的Q——

6、lkg燃料帶人爐膛的熱量；上升趨勢，而且吹灰后其灰污系數(shù)增長速率較高，H”——爐膛出口煙焓。說明7號鍋爐屏過處易于積灰，有必要加強屏過(4)爐膛出口煙溫的計算公式的吹灰強度?！魂秎a73●-—、●-_-’●—●_【，式中——理論燃燒溫度；1M—一考慮爐內(nèi)火焰最高溫度相對位置的參數(shù)；捌——玻爾茲曼常數(shù)，取5．670×10；噬——平均熱有效系數(shù)；n——爐膛黑度；VC——煙氣的平均熱容量。由式(1)至式(4)可計算出平均熱有效系數(shù)，圖2屏過買驗監(jiān)測曲線再由爐膛以及屏過的結(jié)構(gòu)可以得到屏過的熱有效4．2高過實驗結(jié)果系數(shù)，于是，屏過灰污系數(shù)高過結(jié)果如圖3所示，從圖3中曲線可以看￡加一

7、’船／船(5)出，在進行吹掃后高過灰污系數(shù)下降明顯。高過式中z——屏過角系數(shù)。吹灰后，灰污系數(shù)增長較快，可見高過受熱面是易3．2對流受熱面于積灰的，由于高溫受熱面換熱效果下降，易導致(1)對流受熱面的實際換熱系數(shù)出口管壁溫度升高，影響機組安全運行，因此在運k—B，Q出／(AtH)(6)行過程中應加強對高溫受熱面的吹掃。式中Q——對流傳熱量；0．8k，——實際傳熱系數(shù)；籟0·7Jr△￡——傳熱溫差；{s0．6H一受熱面積。捌0．4(2)對流受熱面的灰污系數(shù)恒0．3CF一1一(志／k)(7)O．2式中k一理想狀態(tài)下的傳