1GW超超临界机组锅炉受热面污染监测

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1、上海电力2010年第2期1GW超超临界机组锅炉受热面污染监测周保中，向文国，孙小燕，孙鹏(东南大学能源与环境学院，江苏南京210096)摘要：超超临界火电机组正逐渐成为当今的主力机组，随着单机容量的增大，对机组安全稳定和经济运行提出了更高的要求。利用电厂现有的DCS采集系统，对锅炉各主要对流受热面的积灰、结渣、炉膛出口烟气温度进行在线监测和分析计算。通过建立优化吹灰模型，研制出“锅炉智能吹灰优化系统”，实时计算和分析锅炉的受热面的运行状态和被污染程度及受热面磨损程度，用以实施受热面污染在线监测及优化吹灰指导。对锅炉实施受热面污染监测后，排烟温度降低了0．9822~C，煤耗降

2、低了0．19g／(kW·h)。关键词：超超临界燃煤机组；灰污系数；吹灰优化中图分类号：TK223．3文献标识码：A炉内主要受热面包括：炉膛、屏式过热器(下称屏l引言过)、高温过热器(下称高过)、低温过热器(下称低近年来，大型燃煤锅炉受热面污染在线监测过)、高温再热器(下称高再)、低温再热器(下称低和吹灰优化作为节能与安全运行的重要措施，得再)、省煤器、空气预热器，各受热面在炉内的布置到了广泛的重视和发展。随着国家对超超临界机如图1所示。锅炉设计燃料为兖矿煤。组发展的重视，开发相应的适用于百万机组的灰低污染监测及吹灰优化系统显得尤其重要。超超临界机组具有参数高、煤耗低、经济性

3、好等优点，但随着机组容量增大，对机组安全稳定经济运行提出了更高的要求。蒸汽吹灰系统的过吹，会造成受热面磨损加剧；而吹灰过少，会直接影响排烟温度和再热蒸汽温度，降低锅炉效率。超超临界机组受热面的布置方式，对选取合适的临界灰污系数提出了更高的要求。中国华电集团公司通过实施“超超临界锅炉吹灰优化试验研究”(创新基金)项目，实现智能吹幽l邹县电J7号锅炉受热面不恿图灰、按需吹灰，可增强受热面传热效果，降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率，优化汽水系统参数，降3灰污监测计算低供电煤耗，达到节能降耗、提高机组运行经济性3．1全辐射屏过和安全性的目的，同时对同类型超超临界机组具全辐射屏过的计算

4、模型是基于热平衡和传热有借鉴和指导意义。计算原理计算分析得到的。2机组概况(1)屏过换热量的计算公式华电国际邹县发电厂7号锅炉是东方锅炉Qp-：B(⋯1)．(集团)股份有限公司与日本巴布科可一日立公司式中D——过热器内工质流量；及东方一日立锅炉有限公司合作设计、联合制造B，——计算燃料消耗量；的1GW超超临界本生直流锅炉。为了保持锅炉h”——过热器进口工质的焓；各级受热面的清洁，提供了82支炉膛吹灰器、4O——过热器出口工质的焓；支长伸缩式吹灰器以及12支半伸缩式吹灰器。A——计及暴光不均匀的屏的面积；一]]8一Z010年第2期上海电力——屏辐射吸热分布系数；900MW，上

5、下波动范围在1OWM之内。实验过q——炉内平均辐射热强度。程中记录吹灰枪数目和动作时间，采集实时数据(2)炉内平均辐射热强度的计算公式库(PlantIn~ormation，PI)中的相关实时数据。4．1屏过实验结果(2)屏过实验结果如图2所示，从图2中曲线可式中——炉膛吸热量；以看出，在进行吹扫后屏过灰污系数有显著下降，A——炉墙面积。表明系统准确监测出屏过污染状态的变化。同时(3)炉膛吸热量的计算公式说明屏过处布置的吹灰器对受热面有显著的吹灰Qf一(Q—H”z)(3)清扫效果。从屏过的灰污系数曲线变化趋势还可式中保热系数；看出，在吹扫前，屏过的灰污系数还表现出明显的Q——

6、lkg燃料带人炉膛的热量；上升趋势，而且吹灰后其灰污系数增长速率较高，H”——炉膛出口烟焓。说明7号锅炉屏过处易于积灰，有必要加强屏过(4)炉膛出口烟温的计算公式的吹灰强度。’一甓la73●-—、●-_-’●—●_【，式中——理论燃烧温度；1M—一考虑炉内火焰最高温度相对位置的参数；捌——玻尔兹曼常数，取5．670×10；噬——平均热有效系数；n——炉膛黑度；VC——烟气的平均热容量。由式(1)至式(4)可计算出平均热有效系数，图2屏过买验监测曲线再由炉膛以及屏过的结构可以得到屏过的热有效4．2高过实验结果系数，于是，屏过灰污系数高过结果如图3所示，从图3中曲线可以看￡加一

7、’船／船(5)出，在进行吹扫后高过灰污系数下降明显。高过式中z——屏过角系数。吹灰后，灰污系数增长较快，可见高过受热面是易3．2对流受热面于积灰的，由于高温受热面换热效果下降，易导致(1)对流受热面的实际换热系数出口管壁温度升高，影响机组安全运行，因此在运k—B，Q出／(AtH)(6)行过程中应加强对高温受热面的吹扫。式中Q——对流传热量；0．8k，——实际传热系数；籁0·7Jr△￡——传热温差；{s0．6H一受热面积。捌0．4(2)对流受热面的灰污系数恒0．3CF一1一(志／k)(7)O．2式中k一理想状态下的传