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一機(jī)組配置

鍋爐為北京B&W公司SWUP鍋爐。過熱器系統(tǒng)由屏式過熱器、后屏過熱器、高溫過熱器和低溫過熱器組成；再熱器系統(tǒng)由低溫再熱器和高溫再熱器組成；省煤器布置于尾部豎井前后煙道，同時(shí)還配備了一臺回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。吹灰器由上?？巳R德貝爾格曼機(jī)械有限公司生產(chǎn)。過熱器管組、再熱器管組及省煤器配備了PS-LL型長伸縮吹灰器，共70只，空氣預(yù)熱器配備了1只PS-AT型和1只AHLW型半伸縮吹灰器，AT1位于空預(yù)器煙氣入口，AL1位于空預(yù)器煙氣出口。

二吹灰策略及算法

基于在線監(jiān)測技術(shù)的“智能吹灰控制系統(tǒng)”可準(zhǔn)確地監(jiān)測受熱面的結(jié)渣積灰程度，并根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況及時(shí)有效地采取不同的吹灰策略，在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，既維持了受熱面清潔的狀態(tài)，又避免了不恰當(dāng)?shù)拇祷翌l率造成的無謂的吹灰汽耗和吹灰電耗，同時(shí)減輕了磨蝕和熱應(yīng)力對受熱面造成的損壞，延長了受熱面的壽命，并降低了吹灰裝置的維修費(fèi)用。

1主要數(shù)據(jù)處理及算法確定

在數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊中，采用狀態(tài)預(yù)處理、多路采樣、中位值平均濾波等方法對不良數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，使所有使用的數(shù)據(jù)都滿足可靠性要求。算法依據(jù)機(jī)組熱力系統(tǒng)基本原理和運(yùn)行規(guī)律，通過研究國內(nèi)外400多種煤質(zhì)數(shù)據(jù)，得到理論空氣量與煤質(zhì)低位發(fā)熱的關(guān)系，依據(jù)鍋爐輸入熱量與風(fēng)量內(nèi)在約束關(guān)系得到氧量。對流受熱面污染監(jiān)測模型以鍋爐熱平衡計(jì)算為基礎(chǔ)采用受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的變化來反映受熱面的積灰狀況。各受熱面統(tǒng)一采用清潔因子定量表示受熱面污染狀態(tài)布連電廠各個(gè)對流受熱面工質(zhì)側(cè)皆有進(jìn)出口溫度、壓力和流量測點(diǎn)，同時(shí)還至少有一側(cè)的煙溫能夠通過測點(diǎn)或計(jì)算得到，因此可通過熱平衡計(jì)算出另一側(cè)的煙氣溫度進(jìn)而得到傳熱溫壓和實(shí)際傳熱系數(shù)。對于空氣預(yù)熱器采用折算壓差和低溫腐蝕系數(shù)定量表示受熱面的污染程度。低溫腐蝕傾向系數(shù)由空預(yù)器冷端綜合溫度（即煙氣出口溫度加空氣入口溫度）與最低冷端綜合溫度的比值得到，該數(shù)值越低表示空預(yù)器受低溫腐蝕的概率越大，由于低溫腐蝕越強(qiáng)，空預(yù)器受熱面的積灰的傾向越嚴(yán)重，因此采用該值表征受熱面的污染程度。

2基于模糊控制的受熱面吹灰判定

電站鍋爐如負(fù)荷、燃燒器運(yùn)行方式、煤質(zhì)等都對受熱面的積灰速率有一定的影響。只有清潔因子結(jié)合現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)才能進(jìn)行準(zhǔn)確的吹灰判定，需將自然語言的模糊規(guī)則運(yùn)用到吹灰控制中，這恰恰屬于模糊控制范疇。在構(gòu)建智能吹灰模糊控制模型的過程中根據(jù)不同的受熱面類型，將影響吹灰的因素作為模糊控制的輸入?yún)?shù)，依據(jù)模糊控制輸入?yún)?shù)和電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)制定模糊控制規(guī)則庫，以隸屬函數(shù)做模糊評判，得出受熱面吹灰置信度，該值大于設(shè)定值時(shí)判定受熱面需要吹灰。各受熱面的模糊輸入特征參數(shù)和輸出特征

三智能吹灰控制系統(tǒng)架構(gòu)

1硬件架構(gòu)

布連電廠智能吹灰控制系統(tǒng)硬件主要由智能吹灰服務(wù)器、智能吹灰操作員站、智能吹灰交換機(jī)、可編程邏輯控制器（PLC）、IO模塊等組成。

2軟件系統(tǒng)

布連電智能吹灰控制系統(tǒng)軟件主要由基礎(chǔ)平臺、吹灰應(yīng)用平臺、綜合服務(wù)平臺和數(shù)據(jù)接口組成?；A(chǔ)平臺主要負(fù)責(zé)機(jī)組工況參數(shù)、吹灰器設(shè)備及分組和智能吹灰模型關(guān)鍵參數(shù)的配置與存儲。吹灰應(yīng)用平臺的主要功能是對各受熱面污染狀況進(jìn)行監(jiān)視和報(bào)警。綜合服務(wù)平臺主要負(fù)責(zé)機(jī)組運(yùn)行工況判定、受熱面積灰污染監(jiān)測模型的實(shí)時(shí)計(jì)算、受熱面智能吹灰控制指令的發(fā)出與吹灰器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。

四投運(yùn)效果智能吹灰系統(tǒng)

通過吹灰熱態(tài)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)對包括空氣預(yù)熱器在內(nèi)的鍋爐各對流受熱面都建立了相應(yīng)的污染監(jiān)測數(shù)學(xué)計(jì)算模型。同時(shí)根據(jù)吹灰前后清潔因子曲線變化趨勢，確定了受熱面的污染下限和上限，進(jìn)而在其后的連續(xù)監(jiān)測中能有效掌握鍋爐受熱面的污染狀況。通過此套系統(tǒng)的投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了以下功能：①實(shí)現(xiàn)污染可視化。智能吹灰系統(tǒng)以數(shù)字和圖形方式給出了各受熱面當(dāng)前積灰污染及結(jié)渣信息，提供了污染判斷模型的數(shù)據(jù)接口，通過將操作人員長期積累的經(jīng)驗(yàn)與模型進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，提供了對模型進(jìn)行不斷優(yōu)化的方法，提高了模型的適用性和準(zhǔn)確性。②提高自動(dòng)化管理水平。智能吹灰系統(tǒng)能有效提高智能吹灰系統(tǒng)的投入率，保證按需適量的吹灰效果。設(shè)計(jì)方案不僅滿足了不同區(qū)域的按需吹灰需求，而且將不同吹灰區(qū)域的吹灰時(shí)間控制在2小時(shí)以內(nèi)，很好地平衡了運(yùn)行操作與自動(dòng)系統(tǒng)投入各自需求，使自動(dòng)吹灰系統(tǒng)便于投入。③達(dá)到了較好節(jié)汽效果、優(yōu)化了吹灰頻率和針對性智能吹灰系統(tǒng)投運(yùn)后，按污染程度以及傳熱特性和熱量需求比例，對各個(gè)受熱面給出了不同于以往且更有針對性的吹灰策略。對比工況每天可節(jié)省吹灰器投運(yùn)數(shù)量達(dá)27%節(jié)汽效果顯著。除此之外對不同傳熱區(qū)域的吹灰器投用占比率也有一定變化。④提高主、再熱汽溫。智能吹灰方式有利于在負(fù)荷較低時(shí)提升過熱器二級減溫水流量，增加主汽溫調(diào)節(jié)余量，提升再熱汽溫。⑤改善了相關(guān)經(jīng)濟(jì)安全性指標(biāo)。對吹灰系統(tǒng)而言，通常需要關(guān)注的指標(biāo)有關(guān)乎鍋爐效率的排煙溫度；影響空預(yù)器安全運(yùn)行和未來SCR投運(yùn)后使用效果的省煤器出口煙溫；直接關(guān)系機(jī)組熱效率的鍋爐再熱減溫水流量等指標(biāo)。智能吹灰系統(tǒng)對以上指標(biāo)均有改善。

五收益分析

智能吹灰系統(tǒng)減少了吹灰器投運(yùn)數(shù)量，這有助于降低吹灰設(shè)備的折舊損耗，此外還減少了鍋爐補(bǔ)水帶來的費(fèi)用。主要收益包括節(jié)省吹灰蒸汽以及鍋爐效率提升后所節(jié)省煤耗。

六結(jié)論

智能吹灰控制系統(tǒng)的投入，實(shí)現(xiàn)了鍋爐受熱面污染程度的量化監(jiān)測，對提高受熱面污染監(jiān)測過程數(shù)字化、可視化水平提供了可靠手段，投運(yùn)方式更符合布連電廠鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)和受熱面積灰特性，吹灰頻率以及吹灰汽耗和電耗明顯降低，不僅延長了吹灰設(shè)備的使用壽命，節(jié)省了相應(yīng)的折舊和維修費(fèi)用，降低了鍋爐排煙損失提升了鍋爐效率，較原吹灰方式可節(jié)汽27%，鍋爐效率提升0.16%，僅從這兩項(xiàng)指標(biāo)變化上可實(shí)現(xiàn)每臺機(jī)組每年46.8萬元的直接綜合經(jīng)濟(jì)效益。

作者：麥永強(qiáng)呂霞范國潮吳德利吳真王一男單位：國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠