The invention discloses a method and a device for on-line measuring the ash fouling coefficient of a boiler furnace, including the following steps: carrying out three-variable tests under various operating conditions under the boiler reference operation state, obtaining the variation law of the specific flame radiation temperature under the boiler reference state; (2) measuring the furnace load and the furnace temperature under the boiler actual operation state. The operating parameters of pulverized coal burner, burner swing angle and so on, determine the specific flame radiation temperature under the actual operating state; (3) Measure the flue gas temperature of the furnace section below the folding flame angle, according to the average flue gas temperature of the furnace section and the specific flame radiation temperature under the actual operating state, determine the average flame radiation in the furnace. Temperature; (4) According to the evaporation system of the water wall and the working medium parameters of the outlet, the radiant heat flux of the heating surface of the furnace water wall is determined; (5) According to the radiant heat flux of the heating surface of the water wall and the average radiant temperature of the flame in the furnace, the ash fouling coefficient of the heating surface of the furnace is determined according to the law of flame radiation.
【技术实现步骤摘要】
一种在线测量炉膛灰污系数的方法和装置
本专利技术属于锅炉炉膛积灰的运行监测和诊断领域，尤其涉及一种在线测量炉膛受热面灰污系数的方法和装置。
技术介绍
锅炉炉膛水冷壁的积灰和结渣使受热管热传导阻力增大，管壁温度提高，受热管反方向投射给火焰的辐射热增加，炉膛传热效率下降，导致炉膛出口烟气温度升高，过热器或再热器的减温水用量增大，降低了锅炉运行的经济性和安全性。目前，通常采用吹灰器清除炉膛的积灰和结渣，但吹灰器消耗大量蒸汽和热量，且频繁吹灰会对炉膛受热面形成伤害，因此，对炉膛积灰结渣状态进行测量和诊断，根据需要投入吹灰系统，是工程技术人员近年来一直致力于开发的技术。申请号为201210554478.X的中国专利公开了一种采用高温摄像机对炉膛内积灰结渣状态进行拍摄的自动旋转升降监测系统。申请号为201120012164.8的中国专利公开了一种在线监测锅炉炉膛分区段灰污程度的装置，该装置采用声学测温，根据热平衡原理以及半经验公式，利用烟气侧温度倒推炉膛各个区段的热有效系数，并自定义了积灰系数表示炉膛污染状态。申请号为201610778234.8的中国专利公开了一种基于二维寻...
【技术保护点】
1.一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，包括以下步骤：(1)在锅炉参考运行状态下，进行多个运行工况的三变量试验，确定炉膛负荷、煤粉火嘴投用状态、燃烧器摆角对比火焰辐射温度的影响，得到锅炉参考状态下的比火焰辐射温度变化规律；(2)在锅炉实际运行状态下，测量炉膛负荷、煤粉火嘴投用状态、燃烧器摆角等运行参数，利用参考状态下的比火焰辐射温度变化规律，确定实际运行状态下的比火焰辐射温度；(3)对折焰角下方炉膛截面烟气温度进行测量，根据炉膛截面烟气温度平均值以及实际运行状态下的比火焰辐射温度，确定炉内火焰平均辐射温度；(4)根据水冷壁蒸发系统进、出口工质参数，确定炉膛水冷壁受...
【技术特征摘要】
1.一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，包括以下步骤：(1)在锅炉参考运行状态下，进行多个运行工况的三变量试验，确定炉膛负荷、煤粉火嘴投用状态、燃烧器摆角对比火焰辐射温度的影响，得到锅炉参考状态下的比火焰辐射温度变化规律；(2)在锅炉实际运行状态下，测量炉膛负荷、煤粉火嘴投用状态、燃烧器摆角等运行参数，利用参考状态下的比火焰辐射温度变化规律，确定实际运行状态下的比火焰辐射温度；(3)对折焰角下方炉膛截面烟气温度进行测量，根据炉膛截面烟气温度平均值以及实际运行状态下的比火焰辐射温度，确定炉内火焰平均辐射温度；(4)根据水冷壁蒸发系统进、出口工质参数，确定炉膛水冷壁受热面的辐射热流量；(5)利用水冷壁受热面的辐射热流量和炉内火焰平均辐射温度，根据火焰辐射定律确定炉膛受热面灰污系数。2.如权利要求1所述的一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，所述锅炉设有对机组负荷、省煤器出口给水流量、省煤器出口给水压力、省煤器出口给水温度、燃烧器摆角、磨煤机给煤量等参数进行测量的热工测量仪表；对于汽包锅炉，锅炉还设有对汽包压力和排污流量进行测量的测量工具；对于直流锅炉，锅炉还设有对水冷壁出口工质压力和温度进行测量的测量工具。3.如权利要求1所述的一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，所述步骤(1)中，锅炉参考运行状态是指锅炉燃用设计煤种，受热面采用常规吹灰方式和频率，蒸汽温度、压力和减温水流量等参数在设计范围，炉膛出口烟气含氧量和配风方式根据负荷自动控制，主辅机设备无缺陷运行的状态；所述步骤(1)中，三变量试验是指改变负荷、煤粉火嘴投用状态、燃烧器摆角等变量而进行的试验；对于每个试验工况，测试的主要参数包括机组负荷、省煤器出口给水流量、省煤器出口给水压力、省煤器出口给水温度、燃烧器摆角、磨煤机给煤量以及测温装置测得的截面多点烟气温度；对于汽包锅炉还包括汽包压力和排污流量参数；对于直流锅炉还包括水冷壁出口工质压力和温度参数。4.如权利要求1所述的一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，所述步骤(1)中，比火焰辐射温度是炉内火焰平均辐射温度与炉膛测温截面烟气平均温度的比值；炉内火焰平均辐射温度根据炉膛水冷壁受热面辐射热流量确定，该辐射热流量利用水冷壁蒸发系统内的工质参数计算；所述步骤(1)中，负荷、煤粉火嘴投用状态、燃烧器摆角对比火焰辐射温度的影响可采用多元变量二次型模型进行拟合。5.如权利要求1所述的一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，所述步骤(2)中，在锅炉实际运行状态下，炉膛出口烟气含氧量和配风方式根据负荷自动控制，但在运行规程规定范围内，可自由选择燃用煤种、吹灰频率和运行参数，选用煤种的燃尽特性通常和设计煤种接近，但结焦性能有较大差异；所述步骤(2)中，实际运行状态下的比火焰辐射温度根据负荷、煤粉火嘴投用状态和燃烧器摆角等变量，采用二次型模型计算。6.如权利要求1所述的一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，所述步骤(3)中，利用炉膛声波测温装置对折焰角下方炉膛截面烟气温度进行测量。7.如权利要求1所述的一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，所述步骤(4)中，水冷壁蒸发系统进、出口工质参数是指蒸汽或水的压力和温度，包括如下参数：汽包压力和排污流量(对于汽包锅炉)、水冷壁出口工质压力和温度(对于直流锅炉)、省煤器出口给水流量、省煤器出口给水压力、省煤器出口给水温度；所述步骤(4)中，炉膛水冷壁受热面的辐射热流量等于省煤器出口给水流量乘以水冷壁蒸发系统进出口工质的焓差；水冷壁蒸发系统进出口工质的焓根据相应位置的工质压力和温度计算。8.如权利要求1所述的一种在线测量锅炉炉膛灰污系数的方法，其特征是，1)所述步骤(1)中锅炉参考运行状态的试验，包括在燃用设计煤种、维持蒸汽和给水参数在设计范围内，改变锅炉负荷、煤粉火嘴投用状态和燃烧器摆角等变量进行不同工况的试验，确定这些变量对比火焰辐射温度的影响；锅炉负荷、煤粉火嘴投用状态、燃烧器摆角等作为自变量，用省煤器出口给水流量作为锅炉负荷，用比锅炉负荷τ表示为其中，D是省煤...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘福国，崔福兴，王守恩，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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