一种控制屏式过热器结焦的方法与流程

1.本发明属于锅炉生产领域，具体涉及一种控制屏式过热器结焦的方法。


背景技术：

2.燃煤锅炉中，屏式过热器一般布置在炉膛折焰角上部(顶部)，基本处于炉膛的最高处。同时，燃煤电站由于煤质的多变、燃烧状态的改变，可能出现频繁掉焦的情况，对机组的安全运行带来了极大的安全隐患，尤其是对于危险系数最高的屏式过热器结焦、掉焦的情况。
3.常规的方法是通过炉膛屏式过热器的眼睛观察屏过结焦的情况，但受火焰强度的限制，仅靠眼睛无法做到精准的观察判断。因此，亟需一种在运行状态下了解屏式过热器结焦的状况并缓解其频繁掉焦的控制方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种安全有效的控制屏式过热器结焦的方法。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.本发明提供一种控制屏式过热器结焦的方法，其包括如下步骤：
7.s1、获得燃用煤质灰熔点的变形温度t0；
8.s2、基于锅炉额定负荷，设置待测试负荷区间；采集待测试负荷区间内屏式过热器区域全截面火焰温度，包括：在待测试负荷区间内选取多个负荷，在选取的每一个负荷下采集透过多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
i
，再计算得到该负荷下多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值；
9.s3、若算术平均值小于等于灰熔点的变形温度t0，则此负荷满足要求，若算术平均值大于灰熔点的变形温度t0，则此负荷不满足要求，再基于满足要求的负荷设置所需的负荷区间。
10.进一步地，步骤s2中，对选取的每一个负荷下透过每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度进行多次采集，每一个看火孔得到多个火焰温度t
in
，再计算得到每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
in
的算术平均值t
i
，然后计算得到多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值。
11.进一步地，步骤s3中，在选取的每一个负荷下，将透过每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
in
的算术平均值ti分别与灰熔点的变形温度t0比对，若多个看火孔的火焰温度t
i
均小于t0，则此负荷合格；若多个看火孔的火焰温度t
i
中存在大于t0的值，则此负荷不合格；再基于合格的负荷设置所需的负荷区间。
12.进一步地，步骤s3中，将选取的每一个负荷下透过每一个看火孔的多个火焰温度t
in
分别与灰熔点的变形温度t0比对，若多个火焰温度t
in
均小于t0，则此负荷合格；若多个火焰温度t
in
中存在大于t0的值，则此负荷不合格；再基于合格的负荷设置所需的负荷区间。
13.进一步地，步骤s2中，针对满足要求的负荷：将该负荷下的每一个看火孔的屏式过
热器区域全截面火焰温度t
i
与灰熔点的变形温度t0比对，若多个看火孔的火焰温度t
i
均小于t0，则此负荷合格；若多个看火孔的火焰温度t
i
中存在大于t0的值，则此负荷不合格，再基于合格的负荷设置所需的负荷区间。
14.进一步地，步骤s2中，采用等截面网格法测试透过每一个看火孔的屏式过热器区域火焰全截面火焰温度。
15.进一步地，步骤s2中，待测试负荷区间为额定负荷的40％
‑
100％。
16.进一步地，步骤s2中，待测试负荷区间内选取的负荷最大值小于等于锅炉实际负荷。
17.进一步地，步骤s2中，选取的看火孔靠近屏式过热器，且多个看火孔中心距离地面的高度相等。
18.进一步地，在步骤s1之前还包括：检测省煤器出口的烟气中co排放浓度，若co排放浓度小于预设阈值，则进行步骤s1；若co排放浓度大于预设阈值，判定发生结焦，检测结束。
19.进一步地，若co排放浓度大于预设阈值，可采取包括：增加燃烧器区域氧气量、减小燃尽风门挡板开度、降低煤粉细度中的一种或多种，直至co排放浓度小于预设阈值。
20.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的控制屏式过热器结焦的方法，在选取的每一个负荷下，将采集的透过多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值与燃用煤质灰熔点的变形温度进行比对，确保该负荷下所有看火孔的火焰温度算术平均值低于燃用煤质灰熔点的变形温度，再得到所需的负荷区间，然后调整锅炉机组负荷在所需负荷区间内浮动，进而控制屏式过热器的结焦、掉焦，提高机组整体运行的安全性。
具体实施方式
21.下面结合所示的实施例对本发明作进一步描述。
22.本发明提供一种控制屏式过热器结焦的方法，其包括如下步骤：
23.s1、获得燃用煤质灰熔点的变形温度t0，通过采集锅炉内燃用煤质或收集入厂煤质商检报告中煤质灰熔点的变形温度数据t0来得到，t0范围为1000℃～1500℃；
24.其中，原煤取样从运行的给煤机上进行，每台给煤机每次取样2kg，装入桶内密封好，样品混合均匀后，进行煤质工业分析(全水、灰分、挥发分和固定碳)和灰熔点分析，获得燃用煤质灰熔点的变形温度t0。
25.s2、基于锅炉额定负荷，设置待测试负荷区间；采集待测试负荷区间内屏式过热器区域火焰温度，包括：在待测试负荷区间内选取多个负荷，在选取的每一个负荷下采集透过多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度ti，再计算得到该负荷下多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值；
26.s3、若算术平均值小于等于灰熔点的变形温度t0，则此负荷满足要求，若算术平均值大于灰熔点的变形温度t0，则此负荷不满足要求，再基于满足要求的负荷设置所需的负荷区间。将锅炉的实际负荷进行调整，使实际负荷在所需的负荷区间内浮动，机组负荷需每天有所变动，在所需的负荷区间内波动时，可在机组运行正常前提下，明显降低掉大焦的频率，提高机组整体的安全性。
27.在实施本发明提供的方法之前，即在步骤s1之前还包括：在省煤器出口截面采用
烟气分析仪或在线还原性气氛监测co排放情况(烟气中co排放浓度)，若co排放浓度小于预设阈值，则进行步骤s1；若co排放浓度大于预设阈值，判定发生结焦，检测结束。若co 排放浓度大于预设阈值，可采取包括：增加燃烧器区域氧气量、减小燃尽风门挡板开度、降低煤粉细度中的一种或多种，来降低co排放浓度，直至co排放浓度小于预设阈值。
28.实施例一
29.s1、获得燃用煤质灰熔点的变形温度t0；
30.s2、基于锅炉额定负荷，设置待测试负荷区间；采集待测试负荷区间内屏式过热器区域火焰温度，包括：在待测试负荷区间内选取多个负荷，在选取的每一个负荷下采集透过多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度ti，再计算得到该负荷下多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值；
31.其中，多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值的具体实施方式如下：对选取的每一个负荷下透过每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度进行多次采集，每一个看火孔得到多个火焰温度t
in
，再计算得到每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
in
的算术平均值t
i
，然后计算得到多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值。
32.接下来，步骤s3中，在选取的每一个负荷下，将透过每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
in
的算术平均值t
i
分别与灰熔点的变形温度t0比对，若多个看火孔的火焰温度t
i
均小于t0，则此负荷合格；若多个看火孔的火焰温度t
i
中存在大于t0的值，则此负荷不合格(即只要有一个看火孔的火焰温度t
i
中大于t0，则此负荷不合格)；再基于合格的负荷设置所需的负荷区间，即对所需的负荷区间进行细化，通过此次比对，得出更合适的负荷区间，然后调整锅炉机组负荷在所需负荷区间内浮动，进而控制屏式过热器的结焦、掉焦，提高机组整体运行的安全性。
33.再接下来，进一步地，将选取的每一个负荷下透过每一个看火孔的多个火焰温度t
in
分别与灰熔点的变形温度t0比对，若多个火焰温度t
in
均小于t0，则此负荷合格；若多个火焰温度t
in
中存在大于t0的值，则此负荷不合格；再基于合格的负荷设置所需的负荷区间，即对所需的负荷区间进行进一步细化限定，通过此次比对，得出更合适优选的负荷区间，然后调整锅炉机组负荷在此优选负荷区间内浮动，进而控制屏式过热器的结焦、掉焦，提高机组整体运行的安全性。
34.实施例二
35.s1、获得燃用煤质灰熔点的变形温度t0；
36.s2、基于锅炉额定负荷，设置待测试负荷区间；采集待测试负荷区间内屏式过热器区域火焰温度，包括：在待测试负荷区间内选取多个负荷，在选取的每一个负荷下采集透过多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
i
，再计算得到该负荷下多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值；
37.其中，对选取的每一个负荷下透过每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度进行一次采集，一个看火孔得到一个火焰温度t
i
，将该负荷下透过每一个看火孔的一个屏式过热器区域全截面火焰温度t
i
分别与灰熔点的变形温度t0比对，若多个看火孔的火焰温度t
i
均小于t0，则此负荷合格；若多个看火孔的火焰温度t
i
中存在大于t0的值，则此负荷不合格 (即只要有一个看火孔的火焰温度t
i
中大于t0，则此负荷不合格)，再基于合格的负
荷设置所需的负荷区间，然后调整锅炉机组负荷在所需负荷区间内浮动，进而控制屏式过热器的结焦、掉焦，提高机组整体运行的安全性。
38.再接下来，进一步地，再针对满足要求的合格负荷：对该负荷的每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度进行多次采集，每一个看火孔得到多个火焰温度t
in
，将多个火焰温度t
in
分别与灰熔点的变形温度t0比对，若多个火焰温度t
in
均小于t0，则此负荷合格；若多个火焰温度t
in
中存在大于t0的值，则此负荷不合格，再基于合格的负荷设置所需的负荷区间，即对所需的负荷区间进行进一步细化限定，通过此次比对，得出更合适优选的负荷区间，然后调整锅炉机组负荷在所需负荷区间内浮动，进而控制屏式过热器的结焦、掉焦，提高机组整体运行的安全性。
39.实施例一与实施例二的区别在于：步骤s2中，选取的每一个负荷下采集透过多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
i
的次数不同，实施例一中，对每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
i
进行多次采集，每一个看火孔得到多个火焰温度t
in
，实施例二中，对每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
i
进行一次采集，每一个看火孔得到一个火焰温度t
i
。
40.实施例一和实施例二，步骤s2中，均采用来红外温度测量仪采集待测试负荷区间内屏式过热器区域火焰温度，具体地，每一个负荷下，针对每一个看火孔，调整红外温度测量仪的不同焦距，红外温度测量仪发出的红外信号穿过看火孔来测量屏式过热器区域全截面火焰温度，每一个看火孔得到一个火焰温度t
i
或多个火焰温度t
in
。
41.步骤s2中，优选采用等截面网格法测试透过每一个看火孔的屏式过热器区域火焰全截面火焰温度，即用经纬线将截面分隔成若干面积的接近正方形的矩形，各小矩形对角线的交点即为测点，参见标准gbt 10184
‑
2015电站锅炉性能试验规程。
42.优选地，待测试负荷区间为额定负荷的40％
‑
100％，更优选地，待测试负荷区间内选取的负荷最大值小于等于锅炉实际负荷。
43.步骤s2中，选取的看火孔靠近屏式过热器2，且多个看火孔中心距离地面的高度相等，所述锅炉的前墙3、左墙、后墙均设置有多个看火孔1，优选选择前墙的多个开口孔，前墙的看火孔靠近屏式过热器，采集温度数据准确。
44.实施例三
45.结合某1000mw超超临界机组的试验过程，详细实施步骤如下：
46.某电厂额定负荷为1000mw，目前实际机组负荷为950mw，目前已经出现屏式过热器结焦情况。
47.测试之前，在省煤器出口截面采用烟气分析仪或在线还原性气氛监测co排放情况下，为保证co排放浓度小于预设阈值，采取了如下措施的一种或多种：增加燃烧器区域氧量；小燃尽风门挡板开度；降低煤粉细度，以控制co排放浓度在较低的水平(本案例中co小于50μl/l，即预设阈值为50μl/l)。
48.某电厂燃用煤质相对稳定，为试验研究提供了良好的物质基础，燃烧煤种参数如表1所示，由表1可知，燃用煤质灰熔点的变形温度t0为1150℃。
49.表1燃用煤质参数
[0050][0051][0052]
该电厂锅炉炉膛看火孔分三面墙、六层布置，其中炉膛屏式过热器中间区域看火孔布置在前墙，共计10个孔，标高57730.0mm(看火孔中心距离地面的高度)，选取前墙的看火孔进行温度测量采集。
[0053]
若要控制屏式过热器区域全截面火焰温度不高于煤灰熔点的变形温度，在57730.0mm标高处，先设置待测试负荷区间(通常额定负荷为1000mw，根据负荷区间范围要求，设置待测试负荷区间450
‑
950mw)，在该区间内选择950mw、850mw、800mw、720mw、650mw、 500mw和450mw负荷，在选取的每一个负荷下采集透过多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度ti，再计算得到该负荷下多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值。
[0054]
从不同负荷下的屏式过热器区域全截面火焰温度分布可以看出，如要控制火焰温度低于灰的变形温度，机组负荷应控制在800mw～900mw负荷之间，在900mw时，燃用煤质灰熔点的变形温度t0小于等于1150℃，但由于沿炉膛宽度方向温度的不均匀，仍需进一步细化负荷区间。
[0055]
因此，选择较高负荷，如900mw、850mw和800mw三个负荷点，三个负荷下的每一个看火孔的多个火焰温度t
in
已经在上述步骤中获得，此时只需要将每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
in
的算术平均值t
i
分别与灰熔点的变形温度t0比对，若多个看火孔的火焰温度t
i
均小于t0，则此负荷合格；若多个看火孔的火焰温度t
i
中存在大于t0的值，则此负荷不合格，温度分布所示。另一种情况是上述步骤中，若三个负荷下的每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度仅进行一次采集，每一个看火孔得到一个火焰温度t
i
，再将每一个看火孔的火焰温度t
i
分别与灰熔点的变形温度t0比对即可。
[0056]
从不同看火孔屏式过热器区域全截面火焰温度分布可以看出，900mw负荷点时，有多达七个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
in
的算术平均值t
i
超过了燃用煤质灰熔点的变形温度t0；850mw负荷时，虽然所有看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值已低于燃用煤质灰熔点的变形温度t0，但仍有四个看火孔的屏式过热器区域全截
面火焰温度t
in
的算术平均值t
i
高于燃用煤质灰熔点的变形温度t0；当负荷降低至800mw负荷时，所有看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度t
in
的算术平均值t
i
均低于燃用煤质灰熔点的变形温度t0，考虑机组运行正常前提下，选择所需的负荷区间为800mw～500mw，机组负荷在此负荷区间波动，可有效遏制屏式过热器区域结大焦的可能性。
[0057]
采取上述措施后，机组运行正常，掉大焦的频率明显降低，机组整体的安全性提高。
[0058]
本发明提供的控制屏式过热器结焦的方法，在选取的每一个负荷下，将采集的透过多个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值与燃用煤质灰熔点的变形温度进行比对，确保该负荷下所有看火孔的火焰温度算术平均值低于燃用煤质灰熔点的变形温度，再得到所需的负荷区间，然后调整锅炉机组负荷在所需负荷区间内浮动，进而控制屏式过热器的结焦、掉焦。在得到上述所需的负荷区间后，再在选取的每一个负荷下，将采集的透过每一个看火孔的屏式过热器区域全截面火焰温度的算术平均值与燃用煤质灰熔点的变形温度进行比对，确保每一个看火孔的火焰温度均在燃用煤质灰熔点的变形温度以下，得到细化的所需的负荷区间，然后调整锅炉机组负荷在所需负荷区间内浮动，进一步高效控制屏式过热器的结焦、掉焦，提高机组整体运行的安全性。
[0059]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。