一种电站锅炉结渣分析方法及装置与流程

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电站锅炉结渣分析方法及装置。

背景技术：

2台330MW燃煤汽轮发电机组，锅炉型式为：亚临界参数、自然循环、四角切向燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、采用露天布置、全钢构架的∏型汽包炉，三分仓回转式空气预热器。主蒸汽和再热蒸汽的压力、温度、流量等要求与汽轮机的参数相匹配，主蒸汽温度按541℃，最大连续蒸发量(BMCR)，按1100t/h，最终与汽轮机的VWO工况相匹配。

目前未有对电站锅炉结渣及特性较为完善的分析方法，因此如何对电站锅炉结渣进行分析成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供的一种电站锅炉结渣分析方法及装置，通过获取锅炉参数和煤质分析数据；根据锅炉参数计算锅炉的热效率；根据煤质分析数据和热效率计算得到锅炉结渣特性；根据锅炉结渣特性进行结渣程度判断，解决了目前未有对电站锅炉结渣及特性较为完善的分析方法，导致的如何对电站锅炉结渣进行分析的技术问题。

本发明实施例提供的一种电站锅炉结渣分析方法，包括：

获取锅炉参数和煤质分析数据；

根据所述锅炉参数计算锅炉的热效率；

根据所述煤质分析数据和所述热效率计算得到锅炉结渣特性；

根据所述锅炉结渣特性进行结渣程度判断。

可选地，所述锅炉参数包括：锅炉最大连续蒸发量、过热器出口蒸汽压力、过热器出口蒸汽温度、再热蒸汽流量、再热器进口蒸汽压力、再热器出口蒸汽压力、再热器进口蒸汽温度、再热器出口蒸汽温度、给水温度。

可选地，所述煤质分析数据包括：

固定碳、挥发份、硫份、灰份、水分、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、MnO、TiO₂、P₂O₅、SO₃、变形温度、软化温度、半球温度、流动温度。

可选地，所述热效率包括：

干烟气热损失、燃料中水份及含氢热损失、空气中水份热损失、未完全燃烧热损失、表面辐射及对流散热热损失、不可测量热损失、锅炉计算热效率、制造、锅炉保证热效率、燃料消耗量、汽包压力、锅炉排污率、锅炉补给水量、正常时时间、启动或事故时时间、炉膛容积热负荷、炉膛截面热负荷、燃烧器区域面积热负荷、炉膛最小燃尽区容积热负荷、炉膛出口过剩空气系数、省煤器出口过剩空气系数、锅炉飞灰份额、空气预热器出口烟气修正前温度、空气预热器出口烟气修正后温度、空气预热器出口一次风温度、空气预热器出口二次风温度、空气预热器入口冷一次风温度、空气预热器入口冷二次风温度、一次风机入口冷一次风温度、送风机入口冷二次风温度。

可选地，所述锅炉结渣特性包括：

碱酸比、硅比、FKNA指数、铁铝比、综合判断指数。

可选地，根据所述锅炉结渣特性进行结渣程度判断具体包括：

根据所述碱酸比、所述硅比、所述FKNA指数、所述铁铝比、所述综合判断指数进行结渣程度轻微、结渣程度较重、结渣程度严重的判断。

可选地，根据所述碱酸比、所述硅比、所述FKNA指数、所述铁铝比、所述综合判断指数进行结渣程度轻微、结渣程度较重、结渣程度严重的判断之后还包括：

将判断结果输出并进行对应提示。

本发明实施例提供的一种电站锅炉结渣分析装置，包括：

获取单元，用于获取锅炉参数和煤质分析数据；

第一计算单元，用于根据所述锅炉参数计算锅炉的热效率；

第二计算单元，用于根据所述煤质分析数据和所述热效率计算得到锅炉结渣特性；

判断单元，用于根据所述锅炉结渣特性进行结渣程度判断。

可选地，判断单元，具体用于根据碱酸比、硅比、FKNA指数、铁铝比、综合判断指数进行结渣程度轻微、结渣程度较重、结渣程度严重的判断。

可选地，还包括：

输出提示单元，用于将判断结果输出并进行对应提示。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供的一种电站锅炉结渣分析方法及装置，其中，电站锅炉结渣分析方法，包括：获取锅炉参数和煤质分析数据；根据锅炉参数计算锅炉的热效率；根据煤质分析数据和热效率计算得到锅炉结渣特性；根据锅炉结渣特性进行结渣程度判断。本实施例中，通过获取锅炉参数和煤质分析数据；根据锅炉参数计算锅炉的热效率；根据煤质分析数据和热效率计算得到锅炉结渣特性；根据锅炉结渣特性进行结渣程度判断，解决了目前未有对电站锅炉结渣及特性较为完善的分析方法，导致的如何对电站锅炉结渣进行分析的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电站锅炉结渣分析方法一个实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电站锅炉结渣分析装置一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种电站锅炉结渣分析方法及装置，通过获取锅炉参数和煤质分析数据；根据锅炉参数计算锅炉的热效率；根据煤质分析数据和热效率计算得到锅炉结渣特性；根据锅炉结渣特性进行结渣程度判断，解决了目前未有对电站锅炉结渣及特性较为完善的分析方法，导致的如何对电站锅炉结渣进行分析的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种电站锅炉结渣分析方法一个实施例包括：

101、获取锅炉参数和煤质分析数据；

当需要分析锅炉结渣特性时，需要获取锅炉参数和煤质分析数据。

锅炉参数包括：锅炉最大连续蒸发量、过热器出口蒸汽压力、过热器出口蒸汽温度、再热蒸汽流量、再热器进口蒸汽压力、再热器出口蒸汽压力、再热器进口蒸汽温度、再热器出口蒸汽温度、给水温度。

煤质分析数据包括：固定碳、挥发份、硫份、灰份、水分、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、MnO、TiO₂、P₂O₅、SO₃、变形温度、软化温度、半球温度、流动温度。

102、根据锅炉参数计算锅炉的热效率；

获取锅炉参数和煤质分析数据之后，需要根据锅炉参数计算锅炉的热效率。

热效率包括：干烟气热损失、燃料中水份及含氢热损失、空气中水份热损失、未完全燃烧热损失、表面辐射及对流散热热损失、不可测量热损失、锅炉计算热效率、制造、锅炉保证热效率、燃料消耗量、汽包压力、锅炉排污率、锅炉补给水量、正常时时间、启动或事故时时间、炉膛容积热负荷、炉膛截面热负荷、燃烧器区域面积热负荷、炉膛最小燃尽区容积热负荷、炉膛出口过剩空气系数、省煤器出口过剩空气系数、锅炉飞灰份额、空气预热器出口烟气修正前温度、空气预热器出口烟气修正后温度、空气预热器出口一次风温度、空气预热器出口二次风温度、空气预热器入口冷一次风温度、空气预热器入口冷二次风温度、一次风机入口冷一次风温度、送风机入口冷二次风温度。

103、根据煤质分析数据和热效率计算得到锅炉结渣特性；

根据锅炉参数计算锅炉的热效率之后，需要根据煤质分析数据和热效率计算得到锅炉结渣特性。

锅炉结渣特性包括：碱酸比、硅比、FKNA指数、铁铝比、综合判断指数。

104、根据锅炉结渣特性进行结渣程度判断；

根据碱酸比、硅比、FKNA指数、铁铝比、综合判断指数进行结渣程度轻微、结渣程度较重、结渣程度严重的判断。

105、将判断结果输出并进行对应提示。

下面以一具体应用场景进行描述，应用例包括：

表1 锅炉容量和主要参数

表2 锅炉热效率计算结果

锅炉设计煤种为晋北烟煤，校核煤种1为内蒙准格尔烟煤。表3为煤质资料。

表3 煤质资料

为了深入分析电厂燃用的煤质的结渣特性，采用目前煤粉燃烧领域常用的结渣判断指标对电厂燃用的煤质(见表4-表8)进行了计算，计算结果见表9所示。需要指出的是表4-8的煤质分析数据为电厂提供的数据。在现场也采集了煤样，进行了煤的灰熔点分析和成分分析，分析结果见表9。

表4 煤质分析数据(煤质名称：森科)

表5 煤质分析数据(煤质名称：科瑞娜)

表6 煤质分析数据(煤质名称：莫尼卡)

表7 煤质分析数据(煤质名称：埃诺克)

表8 煤质分析数据(煤质名称：/)

表9 煤质分析数据(煤质名称：/,)

表10 结渣特性计算结果

从表10的计算结果可以得出，硅比G越大，煤灰结渣的可能性就越小，从表11的判断指标，煤质1、2、3、4、6都属于严重结渣的煤种，煤质5属于较重的结渣的煤质。硅铝比SiO₂/Al₂O₃中SiO₂和Al₂O₃是煤中的主要酸性氧化物。从表10的判断指标，煤质2、3、4属于轻微结渣的煤质，煤质1属于严重结渣的煤质，煤质5属于较重结渣的煤质。碱酸比B/A过高或者过低都会使得灰熔点提高，从表11的判断指标看出，煤质1、2、3、4、6属于严重结渣的煤质，煤质5属于较重结渣的煤质。

从表10的结渣特性计算结果，以及表11的结渣特性程度综合判断指数R可以看出，煤质1(森科)、煤质2(科瑞娜)、煤质3(莫尼卡)、煤质4(埃诺克)、煤质6等属于严重结渣的煤，综合结渣判断指数R分别达到了5.53、4.52、2.8、2.76、10.1，尤其是煤质1、2和6，综合结渣判断指数R非常高，建议今后不要燃用这种煤质；煤质3和煤质4的综合结渣判断指数R接近临界值，建议燃用这种煤质时，需要与结渣特性好的煤混烧，从而降低锅炉结渣的风险。煤质5的综合结渣判断指数R为2.08属于较重结渣的煤，建议与结渣特性好的煤混烧。

表11 结渣特性程度判断指标

为了防止锅炉结渣，建议在运行中采用如下的调整措施：

更换结渣特性好的煤质，需要注意的是要提前将煤的灰分分析数据按照表4的要求，进行结渣特性的计算，不能简单根据灰熔点、软化温度等单一参数来判断是否结渣，以及结渣的严重程度，需要通过表9计算表来综合判断，并邀请有经验的单位进行掺烧试验；增加一次风风量，提高一次风射流的刚性，从而将煤粉着火点远离燃烧器喷口，降低燃烧器喷口结渣的可能性；增加一次风风量，减少切圆半径，将火焰中心尽量保持在炉膛中心位置区域，防止切圆半径过大，火焰冲刷水冷壁造成进一步结渣；适当增加炉内送风量，提高燃烧器区域的过量空气系数，保持较强的氧化性气氛，一旦出现还原性气氛，灰熔点会降低；控制煤粉细度，在当前锅炉水冷壁已经普遍结渣的情况下，要适当提高煤粉的细度，由于煤粉挥发份很高，煤粉着火比较容易，同时炉膛温度水平较高，可以将煤粉细度提高，这样将煤粉着火点推迟到炉膛的上部位置，降低炉膛的温度水平；适当通过增减负荷将已经在水冷壁结的渣去除掉，但是要注意增减负荷要缓慢；必要时利用停炉检修的机会进行清渣处理。将磨煤机投入位置适当拉开，防止火焰过于集中，容易造成结渣程度增强；现场运行中要密切监视水冷壁壁温，屏式过热器的壁温，防止出现超温爆管事故发生；在锅炉下部的落渣区域，要设置警示围栏，防止大面积渣块落下来砸伤人。

从表11中结渣特性综合判断指数R得出，煤质1、2、3、4、6等属于严重结渣的煤，煤质5属于较重结渣的煤综合结渣判断指数R分别达到了5.53、4.52、2.8和2.76，尤其是煤质1和2，综合结渣判断指数R非常高，建议今后不要燃用这种煤质；煤质3和煤质4的综合结渣判断指数R接近临界值，建议燃用这种煤质时，需要与结渣特性好的煤混烧，从而降低锅炉结渣的风险。煤质5的综合结渣判断指数R为2.08属于较重结渣的煤，建议与结渣特性好的煤混烧，并邀请有关单位进行煤种掺烧试验。

建议尽快更换结渣特性好的煤质，需要注意的是要提前将煤的灰分分析数据按照表4的要求，进行结渣特性的计算，不能简单根据灰熔点、软化温度等单一参数来判断是否结渣，以及结渣的严重程度，需要通过表11计算表来综合判断；

增加一次风风量，提高一次风射流的刚性，从而将煤粉着火点远离燃烧器喷口，降低燃烧器喷口结渣的可能性；

增加一次风风量，减少切圆半径，将火焰中心尽量保持在炉膛中心位置区域，防止切圆半径过大，火焰冲刷水冷壁造成进一步结渣；

适当增加炉内送风量，提高燃烧器区域的过量空气系数，保持较强的氧化性气氛，一旦出现还原性气氛，灰熔点会降低；

控制煤粉细度，在当前锅炉水冷壁已经普遍结渣的情况下，要适当提高煤粉的细度，由于煤粉挥发份很高，煤粉着火比较容易，同时炉膛温度水平较高，可以将煤粉细度提高，这样将煤粉着火点推迟到炉膛的上部位置，降低炉膛的温度水平；

适当通过增减负荷将已经在水冷壁结的渣去除掉，但是要注意增减负荷要缓慢；必要时利用停炉检修的机会进行清渣处理。

将磨煤机投入位置适当拉开，防止火焰过于集中，容易造成结渣程度增强；

现场运行中要密切监视水冷壁壁温，屏式过热器的壁温，防止出现超温爆管事故发生；

在锅炉下部的落渣区域，要设置警示围栏，防止大面积渣块落下来砸伤人。

请参阅图2，本发明实施例中提供的一种电站锅炉结渣分析装置的一个实施例包括：

获取单元201，用于获取锅炉参数和煤质分析数据；

第一计算单元202，用于根据锅炉参数计算锅炉的热效率；

第二计算单元203，用于根据煤质分析数据和热效率计算得到锅炉结渣特性；

判断单元204，用于根据锅炉结渣特性进行结渣程度判断，判断单元204，具体用于根据碱酸比、硅比、FKNA指数、铁铝比、综合判断指数进行结渣程度轻微、结渣程度较重、结渣程度严重的判断。

输出提示单元205，用于将判断结果输出并进行对应提示。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。