本发明专利技术公开了一种电站锅炉受热面污染监测方法，包括：采集电站锅炉的历史运行数据，根据历史运行数据计算锅炉受热面的历史换热系数或实际换热量；对电站锅炉的设计负荷进行区间划分，求取不同负荷段的历史换热系数或实际换热量的头部数据平均值作为最佳换热系数或最佳换热量；由各个负荷段与其对应的最佳换热系数或最佳换热量得到负荷与最佳换热系数或最佳换热量的一维插值函数；根据历史换热系数与最佳换热系数之比或实际换热量与最佳换热量之比得到洁净因子，并由洁净因子、负荷和吹灰器动作绘制洁净因子曲线图，以实现锅炉污染监测。其可以解决传统监测方法根据设计参数得到的洁净因子不真实和受负荷影响的问题。到的洁净因子不真实和受负荷影响的问题。到的洁净因子不真实和受负荷影响的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种电站锅炉受热面污染监测方法和装置
[0001]本专利技术涉及电站锅炉受热面积灰、结渣程度监测
，具体涉及到一种电站锅炉受热面污染监测方法和一种电站锅炉受热面污染监测装置。
技术介绍
[0002]目前，电站吹灰系统普遍采用定期对锅炉各个受热面进行吹扫的运行方式，这种吹灰方式虽然简单，但存在着很大的盲目性和不确定性。锅炉各受热面的结渣过程、积灰受很多因素的影响，并不是与时间成线性的关系，与燃用的煤种煤质特性、负荷率均有较大关系。燃用低灰熔点、灰成分含量高的煤种时受热面结渣、积灰速率高，负荷波动大或长期低负荷时可以缓解结渣、积灰的情况。传统定期吹扫的方式无法掌握受热面实际的积灰、结渣状况，极易造成部分受热面吹灰过多或部分受热面吹灰不足的情况，影响机组运行的安全性与经济性。在当前高燃料灵活性或负荷灵活性需求下，实现电站锅炉的智能按需吹灰十分重要，而要实现智能按需吹灰必须先获得各受热面的灰污状况，灰污监测是智能按需吹灰的基础。
[0003]通常采用洁净因子CF衡量锅炉各个受热面的洁净程度，其定义为：
[0004][0005]式中，K
sj
为实际换热系数与K
lx
为理想换热系数，0＜CF＜1。CF越大，说明锅炉受热面洁净程度越高。
[0006]理想换热系数通常采用设计参数计算得到，再根据实时运行参数计算得到实际换热系数从而计算出受热面洁净因子。然而，由于电站锅炉设计工况点通常较少，而当前电站普遍强调宽负荷运行，利用设计工况点拟合所得到的理想换热系数与实际有较大差异，导致洁净因子会受到锅炉负荷的影响，在锅炉负荷较大时，洁净因子较低，锅炉负荷较小时，洁净因子较高；并且锅炉实际所烧的煤种与设计的煤种有差别，导致基于设计工况所得到的理想换热系数与实际值有差别。
[0007]另外，由于炉膛温度高，炉内燃烧工况十分复杂，它涉及高温和伴随众多物理化学反应的湍流两相流动，固相流中还含有软化的黏性颗粒。由于缺乏合适的装置，炉内现场取样和测量很困难。结合实践建模测试可知，由炉膛实际换热系数和理想换热系数计算得到的炉膛洁净因子的模型效果并不理想。
技术实现思路
[0008]针对现有计算方法的以上缺陷或改进需求，基于大数据分析技术，本专利技术提供了一种电站锅炉受热面污染监测方法和一种电站锅炉受热面污染监测装置，其可以解决传统监测方法根据设计参数得到的洁净因子不真实和受负荷影响的问题。
[0009]具体的，本专利技术实施例提供一种电站锅炉受热面污染监测方法，用于对流受热面、半辐射半对流受热面或辐射换热面的污染监测，包括：(1)对于所述对流受热面、所述半辐
射半对流受热面的洁净因子计算步骤包括：步骤S11，采集电站锅炉的历史运行数据，根据所述历史运行数据计算锅炉受热面的历史换热系数；步骤S12，对电站锅炉的设计负荷进行区间划分，求取不同负荷段的所述历史换热系数的头部数据平均值作为最佳换热系数；步骤S13，由各个所述负荷段与其对应的所述最佳换热系数得到所述负荷与所述最佳换热系数的一维插值函数；步骤S14，根据所述历史换热系数与所述最佳换热系数之比得到洁净因子，并由所述洁净因子、所述负荷和吹灰器动作绘制洁净因子曲线图，以由用户根据所述一维插值函数和所述洁净因子曲线图进行污染监测；(2)对于所述辐射换热面的洁净因子计算步骤包括：步骤S21，采集电站锅炉的历史运行数据，根据所述历史运行数据计算炉膛水冷壁的实际换热量；步骤S22，对电站锅炉的设计负荷进行区间划分，求取不同的负荷段的所述历史换热量的头部数据平均值作为最佳换热量；步骤S23，由各个所述负荷段与其对应的所述最佳换热量得到所述负荷与所述最佳换热量的一维插值函数；步骤S24，根据所述历史换热量与所述最佳换热量之比得到洁净因子，并由所述洁净因子、所述负荷和吹灰器动作绘制洁净因子曲线图，以由用户根据所述一维插值函数和所述洁净因子曲线图进行污染监测。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述历史运行数据包括：锅炉负荷、蒸汽侧进口温度、蒸汽侧出口温度、蒸汽侧进口压力、蒸汽侧出口压力、烟气侧进口温度以及烟气侧出口温度。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，属于所述对流受热面、所述半辐射半对流受热面的锅炉换热器包括：省煤器、低温再热器、低温过热器、高温再热器、高温过热器、屏式过热器和空气预热器；属于所述辐射换热面的所述锅炉换热器包括：炉膛水冷壁。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述烟气侧进口温度和所述烟气侧出口温度的计算方式包括：从所述省煤器入口、所述空气预热器入口或者所述高温再热器出口测得烟气温度，根据热平衡法推算所述高温再热器、高温过热器、屏式过热器的进口烟气温度和出口烟气温度。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，炉膛水冷壁的所述实际换热量的计算方式为：Q＝(q
fw
‑
q
1sh
‑
q
2sh
‑
q
rh
)*(h
ww，out
‑
h
ww，in
)；其中，Q为所述实际换热量，q
fw
为给水流量，q
1sh
为一级过热器减温水，q
2sh
为二级过热器减温水，q
rh
为再热器减温水，h
ww，out
和h
ww，in
为炉膛水冷壁出口和入口焓值，由炉膛水冷壁出口温度、压力和入口温度、压力查询《水和蒸汽热力性质IAPWS
‑
IF97》计算得到。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，在步骤S12和步骤S22之前还包括：对得到的所述历史换热系数和所述实际换热量进行数据处理；在步骤S14和步骤S24之前还包括：对得到的所述最佳换热系数和所述最佳换热量进行数据处理；所述数据处理包括：数据清洗，删除坏点值和零点值。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述对电站锅炉的设计负荷进行区间划分包括：以满负荷的5％
‑
20％作为一个所述负荷段进行划分。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述求取不同负荷段的所述历史换热系数的头部数据平均值作为最佳换热系数包括：取对应的所述负荷段中最大所述历史换热系数的5％
‑
20％作为所述头部数据；所述求取不同的负荷段的所述历史换热量的头部数据平均值作为最佳换热量包括：取对应的所述负荷段中最大所述实际换热量的5％
‑
20％作为所述头部数据。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，某一级换热器的蒸汽侧进口压力缺失时，优先使用前一级换热器蒸汽侧出口压力代替，次选前一级换热器进口压力减去热力计算书上对应负荷工况下前一级换热器的压降代替；某一级换热器的蒸汽侧出口压力缺失时，优先使用下一级换热器的蒸汽侧入口压力代替，次选当前换热器的蒸汽侧进口压力减去热力计算书上对应负荷工况下该级换热器的压降代替。
[0018]另外，本专利技术实施例提出一种电站锅炉受热面污染监测装置，包本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电站锅炉受热面污染监测方法，其特征在于，用于对流受热面、半辐射半对流受热面或辐射换热面的污染监测，包括：(1)对于所述对流受热面、所述半辐射半对流受热面的洁净因子计算步骤包括：步骤S11，采集电站锅炉的历史运行数据，根据所述历史运行数据计算锅炉受热面的历史换热系数；步骤S12，对电站锅炉的设计负荷进行区间划分，求取不同负荷段的所述历史换热系数的头部数据平均值作为最佳换热系数；步骤S13，由各个所述负荷段与其对应的所述最佳换热系数得到所述负荷与所述最佳换热系数的一维插值函数；步骤S14，根据所述历史换热系数与所述最佳换热系数之比得到洁净因子，并由所述洁净因子、所述负荷和吹灰器动作绘制洁净因子曲线图，以由用户根据所述一维插值函数和所述洁净因子曲线图进行污染监测；(2)对于所述辐射换热面的洁净因子计算步骤包括：步骤S21，采集电站锅炉的历史运行数据，根据所述历史运行数据计算炉膛水冷壁的实际换热量；步骤S22，对电站锅炉的设计负荷进行区间划分，求取不同的负荷段的所述历史换热量的头部数据平均值作为最佳换热量；步骤S23，由各个所述负荷段与其对应的所述最佳换热量得到所述负荷与所述最佳换热量的一维插值函数；步骤S24，根据所述历史换热量与所述最佳换热量之比得到洁净因子，并由所述洁净因子、所述负荷和吹灰器动作绘制洁净因子曲线图，以由用户根据所述一维插值函数和所述洁净因子曲线图进行污染监测。2.根据权利要求1所述的电站锅炉受热面污染监测方法，其特征在于，所述历史运行数据包括：锅炉负荷、蒸汽侧进口温度、蒸汽侧出口温度、蒸汽侧进口压力、蒸汽侧出口压力、烟气侧进口温度以及烟气侧出口温度。3.根据权利要求2所述的电站锅炉受热面污染监测方法，其特征在于，属于所述对流受热面、所述半辐射半对流受热面的锅炉换热器包括：省煤器、低温再热器、低温过热器、高温再热器、高温过热器、屏式过热器和空气预热器；属于所述辐射换热面的锅炉换热器包括：炉膛水冷壁。4.根据权利要求3所述的电站锅炉受热面污染监测方法，其特征在于，所述烟气侧进口温度和所述烟气侧出口温度的计算方式包括：从所述省煤器入口、所述空气预热器入口或者所述高温再热器出口测得烟气温度，根据热平衡法推算所述高温再热器、高温过热器、屏式过热器的进口烟气温度和出口烟气温度。。5.根据权利要求3所述的电站锅炉受热面污染监测方法，其特征在于，炉膛水冷壁的所述实际换热量的计算方式为：Q＝(q
fw
‑
q
1sh
‑
q
2sh
‑
q
rh
)*(h
ww，out
‑
h
ww，in
)；其中，Q为所述实际换热量，q
...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭鹏，陈鸿，朱恒毅，蒲靖凡，张成，方庆艳，陈刚，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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