基于動態補償的清潔因子檢測方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開一種基于動態補償的清潔因子檢測方法和裝置。其中在基于動態補償的清潔因子檢測方法中，根據實時采集到的現場數據，確定受熱面的工質吸熱量Qgz、換熱溫壓Δt和理想換熱系數klx，根據受熱面的工質吸熱量Qgz對換熱溫壓Δt進行動態補償修正，以得到經動態補償修正的換熱溫壓Δtcp，根據受熱面的工質吸熱量Qgz和經動態補償修正的換熱溫壓Δtcp計算經修正的實際換熱系數ksjcp，利用經修正的實際換熱系數ksjcp和理想換熱系數klx計算清潔因子CF。通過對換熱溫壓進行動態補償修正，從而使在變工況過程中煙氣側與工質側動態響應特性趨于一致，有效抑制了清潔因子計算結果在變工況下的異常趨勢，同時緩解了計算曲線的波動，在全工況下加強了計算精度與適應性。
【專利說明】基于動態補償的清潔因子檢測方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及大型燃煤鍋爐受熱面污染在線監測【技術領域】，特別涉及一種基于動態補償的清潔因子檢測方法和裝置。
【背景技術】
[0002]目前，我國電廠普遍采用定時沿煙氣流程對鍋爐受熱面進行吹灰的運行方式。這種方式具有盲目性等各種問題:一方面過吹會造成受熱面因熱應力和磨損而損壞，縮短了受熱面的壽命。另一方面吹灰不足會造成鍋爐排煙溫度升高，影響運行的經濟性，某些受熱面的嚴重結渣甚至會引發鍋爐掉渣事故，嚴重威脅鍋爐運行的安全性。目前已有鍋爐智能吹灰系統針對上述問題作了相應優化，能夠對鍋爐不同部位根據積灰結渣情況給出合理的吹灰控制策略，這其中受熱面污染監測技術是整個系統的執行基礎，因為只有在確定污染位置評估污染程度的前提下才能更好的制定吹灰策略。因此建立受熱面污染監測是實現智能吹灰控制的基礎。
[0003]現有污染監測技術手段主要有兩種，第一種監測手段為硬件測量，即直接使用熱流密度測量設備或溫度測量設備對已知或可能發生結渣積灰的區域進行熱量信號測量，通過比對基準工況下的測量信號強度判斷測量點污染程度；第二種監測手段則是最大限度利用電廠DCS (Distributed Control System,分布式控制系統)已有測點信號，一般在不增加額外特殊測量設備的前提下，通過計算方法得到受熱面污染狀況。
[0004]其中在第二種監測手段中，基于受熱面熱量交換的總量平衡原理，根據受熱面放熱介質(煙氣)與主要吸熱介質(蒸汽、水)的狀態參數計算所謂“實際”與“理想”傳熱系數。實際換熱系數表征受熱面在真實換熱條件下實際的換熱效率，理想換熱系數則表征一種虛擬的受熱面換熱效率，該效率指假定受熱面無積灰情況下，在與實際換熱系數計算過程相同的換熱條件下理論上所能達到的換熱效率。
[0005]實際與理想換熱系數之比可表示受熱面實際換熱能力與理想狀況的差距，定義該值為受熱面清潔因子CF，計算公式為:
[0006]CF=ksJ/klx
[0007]其中為實際傳熱系數，klx為理想傳熱系數。結合受熱面設計時的預期灰污狀況，清潔因子的大小變化即可表示受熱的污染程度。
[0008]無論是反推煙溫的計算方法還是換熱系數計算方法，都有其特定的邊界調節和滿足條件，這些計算公式都是在穩態傳熱狀況下進行推導的。因此嚴格來說，清潔因子計算值只能適用于穩態傳熱狀況，所以這種受熱面污染量化方式在機組工況穩定的情況下能夠清晰指示灰污增長與減弱趨勢，污染監測精度與效果都很好。在一些準穩態工況下，如負荷緩慢升降或小幅度波動的情況下也尚能夠起到污染指示作用。但當機組快速升降負荷，或入爐煤質，磨煤機投運方式發生變化造成相關參數波動時則很容易出現計算結果波動增大和趨勢失真的狀況，這些工況下所計算的清潔因子就不能準確反應受熱面的真實污染狀況。
[0009]現今我國的國情是機組大多都接受AGCXAutomatic Generation Control,自動發電控制)調頻指令，負荷頻繁升降甚至大幅波動已成常態化，大多數情況下的邊界條件都不滿足穩態傳熱的要求。負荷跟隨過程中，汽壓、汽溫、煙溫以及入爐煤量等參數都會產生較大波動。從應用角度，如在這種非穩態工況下不能持續有效的對受熱面進行污染監測，則其工程適用性勢必大打折扣。現有技術條件下的污染量化計算方式雖然方法較為簡單有效，但必然大大減少了監測指標的適用工況，同時降低了監測效果的可信程度。因此，有必要研發能夠同時適用于穩態與非穩態工況下的全工況污染在線技術，拓寬受熱面污染在線監測的工況適用度，增強監測效果，真正實現全工況下的連續在線污染狀態監測。
【發明內容】
[0010]本發明實施例提供一種基于動態補償的清潔因子檢測方法和裝置，通過對換熱溫壓進行動態補償修正，從而使在變工況過程中煙氣側與工質側動態響應特性趨于一致，有效抑制了清潔因子計算結果在變工況下的異常趨勢，在全工況下加強了計算精度與適應性。
[0011]根據本發明的一個方面，提供一種基于動態補償的清潔因子檢測方法，包括:
[0012]根據實時采集到的現場數據，確定受熱面的工質吸熱量Qgz、換熱溫壓At和理想換熱系數klx，其中換熱溫壓Λ t與受熱面進出口煙氣平均溫度Tgpi和受熱面進出口工質平均溫度Tqpi相關聯；
[0013]根據受熱面的工質吸熱量Qgz對換熱溫壓At進行動態補償修正，以得到經動態補償修正的換熱溫壓Atcp;
[0014]根據受熱面的工質吸熱量Qgz和經動態補償修正的換熱溫壓Λ ‘計算經修正的實際換熱系數ksjc;p ；
[0015]利用經修正的實際換熱系數ksjc;p和理想換熱系數klx計算清潔因子CF。
[0016]在一個實施例中，根據受熱面的工質吸熱量Qgz對換熱溫壓At進行動態補償修正，以得到經動態補償修正的換熱溫壓At。。的步驟包括:
[0017]利用公式
[0018]Atep=F1(At1Qgz)
[0019]得到經動態補償修正的換熱溫壓Atep，其中F1為第一濾波函數，用于保留換熱溫壓Λ t的低頻特性，同時保留工質吸熱量Qgz的高頻動態特性。
[0020]在一個實施例中，根據受熱面的工質吸熱量Qgz和經動態補償修正的換熱溫壓Δ tcp計算經修正的實際換熱系數ksjc;p的步驟包括:
[0021]利用公式
【權利要求】
1.一種基于動態補償的清潔因子檢測方法，其特征在于，包括: 根據實時采集到的現場數據，確定受熱面的工質吸熱量Qgz、換熱溫壓△ t和理想換熱系數klx，其中換熱溫壓Δ t與受熱面進出口煙氣平均溫度Tgpi和受熱面進出口工質平均溫度Tqpi相關聯； 根據受熱面的工質吸熱量Qgz對換熱溫壓At進行動態補償修正，以得到經動態補償修正的換熱溫壓Δtcp ； 根據受熱面的工質吸熱量Qgz和經動態補償修正的換熱溫壓Λ tep計算經修正的實際換熱系數ksjc;p ； 利用經修正的實際換熱系數ksjep和理想換熱系數klx計算清潔因子CF。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于， 根據受熱面的工質吸熱量Qgz對換熱溫壓At進行動態補償修正，以得到經動態補償修正的換熱溫壓Δtcp的步驟包括: 利用公式 Δtcp=F1 ( Δ t, Qgz) 得到經動態補償修正的換熱溫壓Δ tc;p，其中F1為第一濾波函數，用于保留換熱溫壓Δ t的低頻特性，同時保留工質吸熱量Qgz的高頻動態特性。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于， 根據受熱面的工質吸熱量Qgz和經動態補償修正的換熱溫壓Δ tep計算經修正的實際換熱系數ksjcp的步驟包括: 利用公式
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于， 換熱溫壓Δ t為:
Δt = Tgpi — Tqpi.
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于， 理想換熱系數klx為
6.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于， 利用經修正的實際換熱系數ksjep和理想換熱系數klx計算清潔因子CF的步驟包括: 利用公式
kixcP=kix+F2 (ksj-klx) 得到經修正的理想換熱系數klxep，其中F2為第二濾波函數，用于抑制實際換熱系數ksj和理想換熱系數klx之間的誤差，其中實際換熱系數ksj為
7.一種基于動態補償的清潔因子檢測裝置，其特征在于，包括檢測單元、參數計算單元、溫壓修正單元、實際換熱系數修正單元和清潔因子確定單元，其中: 檢測單元，用于實時采集現場數據； 參數計算單元，用于根據實時采集到的現場數據，確定受熱面的工質吸熱量Qgz、換熱溫壓At和理想換熱系數klx，其中換熱溫壓At與受熱面進出口煙氣平均溫度Tgpi和受熱面進出口工質平均溫度Tqpi相關聯； 溫壓修正單元，用于根據受熱面的工質吸熱量Qgz對換熱溫壓Λ t進行動態補償修正，以得到經動態補償修正的換熱溫壓At。。； 實際換熱系數修正單元，用于根據受熱面的工質吸熱量Qgz和經動態補償修正的換熱溫壓Λ tcp計算經修正的實際換熱系數ksjc;p ； 清潔因子確定單元，用于利用經修正的實際換熱系數ksjep和理想換熱系數klx計算清潔因子CF。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于， 溫壓修正單元具體利用公式
9.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于， 實際換熱系數修正單元具體利用公式
10.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于， 換熱溫壓Δ t為:
At = Tgpi — TqpiO
11.根據權利要求7-10中任一項所述的裝置，其特征在于， 理想換熱系數klx為 k _ 1 kIx —
ad + af 其中為對流換熱系數，Ctf為輻射換熱系數。
12.根據權利要求7-10中任一項所述的裝置，其特征在于， 清潔因子確定單元具體包括理想換熱系數修正模塊和清潔因子計算模塊，其中: 理想換熱系數修正模塊，用于利用公式
【文檔編號】G01N25/20GK103760191SQ201410059955
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月24日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】趙超, 石書雨, 隋海濤, 任旻, 王海鵬, 呂霞 申請人:煙臺龍源電力技術股份有限公司