[发明专利]燃煤锅炉尾部对流换热器积灰在线监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种燃煤锅炉尾部对流换热器积灰在线监测系统及监测方法，该系统包括DCS服务器、串口服务器、PLC和工控机，运行于DCS服务器上的虚拟DPU程序通过动态链接通讯接口程序与串口服务器相互间进行TCP/IP通讯，串口服务器另一端与积灰监测PLC通过MODBUS通讯连接；PLC包含电源模块、通讯模块和处理器模块，通讯模块与串口服务器相连，通过MODBUS协议进行数据间通讯，处理器模块与工控机通过网线连接，实现数据通讯，电源模块用于给PLC设备供电；工控机用于积灰监测程序调试和存储数据；处理器模块用于实时计算锅炉尾部对流换热器的积灰程度；本发明通过实时监测锅炉尾部对流换热器传热过程的强弱程度来表征换热器积灰程度。

技术领域

本发明涉及燃煤电站锅炉运行监视及优化技术领域，具体涉及一种燃煤锅炉尾部对流换热器积灰在线监测系统及监测方法。

背景技术

电站锅炉燃用非设计煤种或者动力煤质差容易导致锅炉换热器出现严重积灰结渣现象，特别是燃用新疆准东煤的机组在运行过程中面临严重的灰沉积问题。沉积在换热器上的灰污会阻碍烟气侧的热量向工质侧传递，导致锅炉排烟温度升高，降低锅炉效率。较厚的灰污还会形成烟气走廊，不仅加剧换热器局部磨损，还引起蒸汽温度偏差，带来一系列锅炉运行难题。

目前国内主要运行燃煤锅炉多装有蒸汽吹灰器和声波吹灰器等吹灰设备，运行人员一般按照定时定量的原则顺序吹扫各个换热器，来避免换热器严重积灰。这种吹灰方式假定锅炉各换热器积灰结渣程度是跟运行时间线性相关，并没有考虑各换热器实际灰污增长的不同，很可能造成积灰严重的换热器吹灰不足，而较为洁净的换热器又过度吹扫。吹灰不足导致严重的积灰问题，过度吹扫不仅白白浪费吹灰蒸汽，而且还会导致换热器吹损，减少换热器使用寿命。

基于以上原因，建立锅炉换热器灰污实时监测系统和监测方法，根据锅炉换热器实时灰污程度，有针对性的吹扫换热器，做到“按需吹灰”就显得很重要。

运行锅炉内部工况恶劣，采用硬件设备如热流计、高温成像仪等来监测换热器灰污程度不仅硬件安装投资成本高，而且后期维护费用大，并且一般在锅炉运行期间设备故障无法修复。基于锅炉现有测点或加装少量常规测点，通过深入挖掘机组运行数据，实现锅炉换热器灰污实时在线监测，做到锅炉各换热器“按需吹灰”是实现锅炉运行可视化、数字化、智能化的一个重要环节。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种燃煤锅炉尾部对流换热器积灰在线监测系统及监测方法，通过实时监测锅炉尾部对流换热器传热过程的强弱程度来表征换热器积灰程度。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

燃煤锅炉尾部对流换热器积灰在线监测系统，包括依次连接的DCS服务器、串口服务器、积灰监测PLC和工控机；

所述DCS服务器上运行的虚拟DPU程序通过动态链接通讯接口程序与串口服务器相互间进行TCP/IP通讯，DCS服务器向积灰监测PLC传输燃煤火电机组运行的实时过程数据；

所述串口服务器充当了串行接口到以太网的通信网关，实现串口与以太网接口的双向数据传输，串口服务器一端与DCS服务器通过TCP/IP网线连接，串口服务器另一端与积灰监测PLC通过MODBUS通讯连接；

所述积灰监测PLC包含电源模块、通讯模块和处理器模块，通讯模块与串口服务器相连，通过MODBUS协议进行数据间通讯，处理器模块与工控机通过网线连接，实现数据通讯，电源模块用于给积灰监测PLC供电；

所述工控机与积灰监测PLC的处理器模块相连，用于调试积灰监测程序和存储历史数据；

所述处理器模块用于实时计算燃煤锅炉尾部对流换热器的积灰程度。

所述的燃煤锅炉尾部对流换热器积灰在线监测系统的积灰实时在线监测方法，包括如下步骤: