[发明专利]分析锅炉受热面工质流量与热负荷分布匹配特性的方法

说明书

本发明公开了分析锅炉受热面工质流量与热负荷分布匹配特性的方法，计算受热面冷却工质流量与热负荷的匹配因子，对不匹配状况进行分级；计算各影响因素对匹配因子的影响，根据影响程度进行分级，以此来分析受热面冷却工质流量与热负荷的不匹配程度，诊断引起受热面冷却工质流量与热负荷不匹配的显著性因素，从而确定治理锅炉受热面工质流量与热负荷分布不匹配的顺序。本发明可通过对锅炉受热面冷却工质流量分布与热负荷分布匹配特性分析，诊断出对受热面不匹配的可控的显著影响因素，可控的半显著影响因素，半可控的显著影响因素，半可控的半显著影响因素，快速准确地确定对受热面冷却工质流量分布与热负荷分布不匹配的治理次序。

技术领域

本发明属于带有正反馈特性的锅炉受热面与吸热量、即热负荷分布匹配的分析方法，具体涉及分析锅炉受热面工质流量与热负荷分布匹配特性的方法。

背景技术

锅炉的过热器、再热器与直流锅炉的水冷壁具有典型的正反馈特性，换热管热负荷越大，则换热管出口工质温度越高，工质密度低导致管内冷却工质流量减少，出口工质温度更高。设计时采用控制换热管流动阻力系数来与吸热量匹配的方法来使得出口工质温度基本一致，运行中往往表现出较大的差异。目前对出口壁温分布偏差分析的较多。但没有形成系统的方法表述受热面工质流量与热负荷匹配的程度，也没有专门的方法来诊断引起受热面工质流量与热负荷不匹配的原因。

目前锅炉受热面出口壁温分布偏差较大的状况比较突出，对锅炉受热面运行安全影响很大，如引起部分换热管材料老化过快、部分换热管内壁氧化皮生长过快以及与母材结合状态不好，水冷壁管拉裂以及水冷壁管大面积横向裂纹。引起壁温分布偏差大的原因是换热管内冷却工质流量与换热管吸热量不匹配，造成不匹配的因素有：换热管流量阻力系数分布；不同受热管的吸热量偏差；炉内烟气温度与烟气流量分布，即热负荷分布；受热面表面结焦与积垢；锅炉热负荷变化引起的烟气流量与温度分布变化；热负荷引起的辐射换热与对流换热比例变化；锅炉热负荷变化引起的炉膛火焰温度分布变化；磨煤机投用切换引起的炉膛火焰温度分布变化；进出口集箱静压分布；汽水系统阻力系数分布与理论偏差；节流孔结垢等。对受热面换热管内冷却工质流量与热负荷匹配特性的表述，还有变负荷过程中汽波动幅度与速率，壁温波动较汽温的放大效应等。其中有些因素的变化是难以控制的，属于不可控因素；有些因素可以改变，属于可控因素；有些因素通过调整控制，可以部分改变，属于半可控因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供分析锅炉受热面工质流量与热负荷分布匹配特性的方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

分析锅炉受热面工质流量与热负荷分布匹配特性的方法，计算受热面冷却工质流量与热负荷的匹配因子，对不匹配状况进行分级；计算各影响因素对匹配因子的影响，根据影响程度进行分级，以此来分析受热面冷却工质流量与热负荷的不匹配程度，诊断引起受热面冷却工质流量与热负荷不匹配的显著性因素，从而确定治理锅炉受热面工质流量与热负荷分布不匹配的顺序，具体包括以下步骤：

步骤一：测试不同运行工况下受热面出口壁温分布；

步骤二：根据锅炉运行参数与壁温分布，计算各受热管的工质焓升分布；

步骤三：统计焓升分布，计算平均焓升、标准焓升偏差、最大焓升偏差、相对最大焓升偏差；异常焓升集中度、最大焓升迁移、异常焓升分布迁移；

计算平均焓升、标准焓升偏差、最大焓升偏差、相对最大焓升偏差；异常焓升集中度、最大焓升迁移、异常焓升分布迁移的公式如下：

平均焓升：

标准焓升偏差：

焓升偏差，即换热管焓升与平均焓升的差值：ΔH_ij＝H_ij-H_p kJ/kg (3)；