[发明专利]锅炉水冷壁高温腐蚀状态诊断及预防系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锅炉水冷壁高温腐蚀状态诊断及预防系统及方法，它可根据燃料状况和锅炉的运行状况给出目前锅炉发生高温腐蚀的风险级别，同时给出结合专家系统做出防治措施，为实时和智能化防治水冷壁高温腐蚀提供一条途径。

背景技术

燃煤锅炉水冷壁管的高温腐蚀问题普遍存在，是导致水冷壁管壁减薄的主要原因之一，它能导致管壁有效承载能力不断下降而造成水冷爆破，造成非计划停炉。当腐蚀严重时，往往几个月就得更换部分管段，大大增加了锅炉的检修维护成本。通过研究发现，造成水冷壁高温腐蚀的因素较多，主要有：燃煤中含有较高的硫分和其它有害杂质的存在；燃烧过程中产生的碱金属盐或钒盐类，以及较为常见的是燃烧过程中产生硫化物；还有燃烧氛围，水冷壁的壁温，煤粉细度等影响因素。在这些因素中，并不是单一作用，而是相互影响，并且不宜观察和确定影响程度和范围。

燃煤锅炉水冷壁管的高温腐蚀问题还有一个特点就是尽管水冷壁高温腐蚀有较严重的破坏性，但在运行过程中不宜察觉，往往是在水冷壁发生泄露或停炉检修中才发现高温腐蚀较为严重，给机组的安全运行带来隐患。

通过以上分析可知，锅炉水冷壁管高温腐蚀是一个较为常见的问题，对锅炉有着较强的破坏性，并且影响因素多，各因素对高温腐蚀的影响程度不能量化，难以有效地对水冷壁管发生高温腐蚀的风险和对运行状态进行评估、诊断，从而从管理和运行方式上避免水冷壁发生高温腐蚀。

目前国内解决该问题的相关专利有下列几个：

CN02139804.6大型电站锅炉水冷壁高温腐蚀程度判别方法，它提出一种了基于灰色聚类法的判别高温腐蚀倾向的方法。它是一种离线的辨别方法,不能实时判别和实时指导运行，并且该方法测量条件较多、较严格。

CN200810236550.8一种在线检测锅炉水冷壁高温腐蚀的装置和方法，这个专利是基于模糊层次分析法对锅炉贴壁烟气成分，水冷壁温以及从运行数据库中采集的部分数据处理，给出结论和指导意见。这个专利的权利要求主要在数据的获取方法和在对数据处理过程中采用的模糊层次分析法。这个专利没有将煤质因素包括进去,而且该方法不能实时参与运行参数调整以减轻或避免高温腐蚀.

CN200810195414.9锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统，这个专利的权利要求是获取数据的采样系统和采样控制和处理系统，它的数据处理系统相对简单仅根据获取的试验数据进行较为简单的线性回归得出结论。这个专利获取的数据不全面,而且数据处理过程简单,对于高温腐蚀判定的可靠性不高。

专利CN200810236550.8和CN200810195414.9都是在线监测高温腐蚀，它们最终都没有直接参与运行调整，还有一点是在这两个专利中获取的数据并没有包括煤质分析数据和锅炉的运行氧量，而这两个因素也是锅炉高温腐蚀的主要因素。

发明内容

本发明的目的就是为了解决目前锅炉水冷壁高温腐蚀不易检测的问题，通过研究分析，确定造成高温腐蚀的主要因素为：(1)入炉煤中S含量大于1.0~1.5%，并且含有K，Na等碱金属；(2)炉内供风不足，存在缺氧燃烧或炉内空气动力状况不良，水冷壁区域存在还原性氛围；(3)水冷壁表面温度较高；(4)燃料为低挥发份贫瘦煤或无烟煤，且燃尽性较差；(5)水冷壁上的沉淀物中硫分含量高，并且锅炉高低负荷切换或启停频繁，造成沉淀层脱落，易发生高温硫腐蚀。

基于以上分析，本发明提供了一种锅炉水冷壁高温腐蚀状态诊断及预防系统及方法，它能实时对锅炉发生高温腐蚀风险进行评估，并同时能够对运行方式提出指导和调整的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锅炉水冷壁高温腐蚀状态诊断及预防系统，它包括：

若干个温度传感器，它们将采集的水冷壁温度通过多通道A/D转换采集模块，送入数据层模块；

入炉煤煤质采样模块，该模块将煤质信息送入煤质分析模块，煤质分析模块进行工业分析，然后将数据送入数据层模块；

煤粉细度采样模块，该模块将采集的煤粉细度信息送入细度分析模块，该模块进行细度分析后送入数据层模块；

烟气采样模块，该模块将采集的烟气信息送入成分分析模块，该模块进行成分分析后送入数据层模块；

数据层模块根据获得的温度信息、煤质信息、细度信息和烟气成分信息进行滤波处理及病态数据的剔除；

特征层数据处理模块对经过数据层模块处理后数据进行特征量的提取，提取的特征量包括极值和平均值，由于各参数对高温腐蚀的影响趋势不一致将取最大值或最小值；