[发明专利]一种利用烟气压差法建立空预器清洁因子计算模型的方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及热工自动化领域，具体地公开了一种利用烟气压差法建立空预器清洁因子计算模型的方法。

背景技术

我国以煤为主的能源结构导致大气污染物排放总量居高不下，区域性大气污染问题日趋明显。氮氧化物作为主要污染物，已被列为重点约束性指标。长三角地区属于重点控制区范围，根据最新《火电厂大气污染物排放标准》规定，火电行业燃煤机组自2014年7月起，所有火力发电锅炉及燃气轮机氮氧化物执行新的排放限值：100mg/m³。

锅炉加装SCR脱硝装置后，空气预热器堵灰严重，锅炉尾部烟道烟气流速增加，省煤器磨损加剧。尾部受热面积灰和结渣，不仅会降低受热面热效率，增加机组煤耗，由此引发的塌灰、落渣还会对燃烧稳定产生严重影响，导致机组降负荷运行，严重时甚至停机。

在脱硝锅炉运行中，准确监测受热面的结渣、积灰程度和发展趋势，并根据积灰结渣的状况和运行需要，及时有效地采取吹灰清渣措施，显得十分重要。近年来，人工智能领域研究空前活跃，国内外科研院所都开展了基于模糊系统、神经网络以及专家系统等智能技术的灰污监测和智能吹灰系统的研究。清华大学开发了锅炉对流受热面积灰状态的在线监测系统，已应用于太原第一热电厂11号炉，实现了受热面灰污状态在线监测；东南大学周克毅教授等研究确定了锅炉积灰引起的热损失计算模型，并根据经济性确定最佳吹灰时间周期间隔的方法，开发了电厂锅炉吹灰优化管理系统，在扬州第二电厂2号锅炉上实现了积灰结渣在线监测和吹灰优化管理。华北电力大学(保定)的阎维平教授自1997年开始承担国家电力公司重点科技项目，在国内率先进行了燃煤电站锅炉受热面污染监测理论与实践的研究工作。华北电力大学(北京)的孙保民教授等人开发出以神经网络为核心的锅炉吹灰实时监测系统，对锅炉受热面积灰、结渣进行在线监测。但到目前为止，各种锅炉积灰结渣监测技术，都没有专门针对脱硝锅炉受热面积灰监测的实例。国外积灰结渣监测技术在SCR脱硝锅炉应用也未见提及。

空预器受热面沾污、积灰后，出口烟温提高，烟气流通截面变窄，烟速增加，烟气流动阻力增大，因此可以用烟气流动阻力的变化来反映空预器积灰的严重程度。大型电站锅炉广泛采用回转式空气预热器，由于其结构上的特点，比较容易积灰，但实际运行中空预器积灰前后进出口压差变化明显。对于回转式空气预热器，其阻力主要是摩擦阻力，对于一般的烟气动力计算，可以不考虑热交换的修正，按下式进行摩擦阻力计算，即：

ΔP=λld·w22ρ---(1)]]>

式中：ρ——烟气密度，Kg/m³；

ω——烟气流速，m/s；

ΔP——该段受热面压降，Pa；

l——烟道的长度，m；

d——当量直径，m；

λ——是摩擦阻力系数。

在(1)式中：引入通用阻力系数令A为受热面烟气流通截面积，得到下式：

ΔP=Z(ωA)2A2ρ---(2)]]>