锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置的制造方法

文档序号:8919959阅读:1000来源:国知局
锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锅炉技术领域,尤其涉及锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 省煤器、过热器、再热器等设备是锅炉的重要组成部分,维持其受热面温度稳定是 保证机组安全和经济运行所必需的。然而,锅炉在运行过程中,往往会在内部形成非均匀温 度场,造成受热面吸热偏差,严重时甚至发生爆管。因此,监测各级受热面工质和烟气的温 度是十分必要的。
[0003] 现有技术中各级受热面工质的温度可以利用如下方法获得:
[0004] 1、对受热面出口、入口烟气温度进行假设,根据受热面出口、入口烟气温度查焓 温表,得出受热面出口、入口烟气焓值I"、1',计算烟气经过对流换热面时所放出的热量 Q cre:
[0005]
[0006] 其中,A a为漏风系数,对于现代锅炉,水平烟道和下行对流烟道四周壁面都采 用膜式结构,在炉膛出口至省煤器出口的区域间,累加漏风系数很小,常采用E △ a =0; 沪为保热系数,大型电站锅炉P = 0.998 为受热面前过量空气系数等于1时漏入空气的 焓。
[0007] 2、计算受热面总传热系数K :
[0008]
[0009] 其中,a i为烟气对管壁的放热系数;a 2为管壁对工质的放热系数;S ash为烟气侧 积灰层厚度,A ash为烟气侧导热系数;
[0010] 传热温差AT为进出口烟气平均温度;^和工质平均温度t之差,即:
[0011]
[0012] 3、计算工质对流吸热量Q,:
[0013]
[0014] 其中,BMl为计算燃料耗量;H为受热面面积;
[0015] 计#
满足要求则停止计算。
[0016] 4、计算工质的吸热量Qcab:
[0017]
[0018] 其中,D为受热面内蒸汽流量;i'为受热面进口工质焓值,i"为受热面出口工质 焓值;
[0019] 根据已知的工质进口温度可得工质进口焓值i',进而求出出口焓值i"及工质 出口温度。
[0020] 可见,现有技术在计算锅炉各级受热面工质的温度时是用假设的烟气温度推算工 质温度。在现代电厂的DCS(DistributedControlSystem,分布式控制系统)表盘上,没有 锅炉各级受热面烟气的温度。事实上,现有技术中没有推算烟气温度的方法,而是假设出烟 气温度用来推算工质温度,现有技术中假设的烟气温度并不准确,因此,需要建立一种锅炉 各级受热面烟气在线测量方法,准确获得锅炉各级受热面烟气温度。

【发明内容】

[0021] 本发明实施例提供一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法,用以获得准确的锅炉 各级受热面烟气温度,该方法包括:
[0022] 根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力,确定锅炉各级受热面进 出口工质焓值;
[0023] 根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量,确定 锅炉各级受热面进出口工质的吸热量;
[0024] 根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量,确定锅炉各级受热面进出口的烟气放 热量;
[0025] 根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比 热容,确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差;
[0026] 以省煤器入口烟气温度为基础,根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差,确定锅 炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0027] -个实施例中,按如下公式,根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽 流量及计算燃料耗量,确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量:
[0028]
[0029] 其中,Q,为受热面进出口工质的吸热量,i'为受热面进口工质焓值,i"为受热 面出口工质焓值,D为受热面内蒸汽流量,BMl为计算燃料耗量。
[0030] 一个实施例中,对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热 器,进一步根据穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量,确定锅炉各级受热面进出口工 质的吸热量:
[0031]
[0032] 其中,穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0033] -个实施例中,按如下公式,根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量,确定锅炉 各级受热面进出口的烟气放热量:
[0034] Q=Qcab;
[0035] 其中,Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0036] -个实施例中,按如下公式,根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流 量、实际烟气量、烟气的定压比热容,确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差,包括:
[0037] Q=VycpA0B;
[0038]其中,Vy为实际烟气量,Vy=Vy°+(a-l)V°;
[0039] a为过量空气系数,
〇2为烟气中氧气的体积分数;
[0040] Vy°为理论烟气量,V°为理论空气量;
[0041] Vy0^V°;V0 =l'〇l9f';,ar +0-278 ;Qnet " 为燃料低位发热量; y 4186 '
[0042] %为烟气的定压比热容;
[0043] & = 0.154cpCO; +0.035c,,,4 +0.81lc病,~仰:为C〇2的平均定压比热容,~处为〇2 的平均定压比热容,为N2的平均定压比热容;
[0044] B为烟气流量;
[0045] A0为烟气温差。
[0046] -个实施例中,以省煤器入口烟气温度为基础,根据锅炉各级受热面进出口的烟 气温差,确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差时,计算到后屏入口烟气温度。
[0047] 本发明实施例还提供一种锅炉各级受热面烟气温度确定装置,用以获得准确的锅 炉各级受热面烟气温度,该装置包括:
[0048] 工质焓值确定模块,用于根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压 力,确定锅炉各级受热面进出口工质焓值;
[0049] 工质吸热量确定模块,用于根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽 流量及计算燃料耗量,确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量;
[0050] 烟气放热量确定模块,用于根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量,确定锅炉 各级受热面进出口的烟气放热量;
[0051] 烟气温差确定模块,用于根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实 际烟气量、烟气的定压比热容,确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差;
[0052] 烟气温度确定模块,用于以省煤器入口烟气温度为基础,根据锅炉各级受热面进 出口的烟气温差,确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0053] -个实施例中,工质吸热量确定模块具体用于:
[0054] 按如下公式,根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃 料耗量,确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量:
[0055]
[0056] 其中,Q,为受热面进出口工质的吸热量,i'为受热面进口工质焓值,i"为受热 面出口工质焓值,D为受热面内蒸汽流量,BMl为计算燃料耗量。
[0057] -个实施例中,工质吸热量确定模块具体用于:
[0058] 对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器,进一步根据穿 过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量,确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量:
[0059]
[0060] 其中,穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0061] 一个实施例中,烟气放热量确定模块具体用于:
[0062] 按如下公式,根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量,确定锅炉各级受热面进 出口的烟气放热量:
[0063] Q=Qcab;
[0064] 其中,Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0065] 一个实施例中,烟气温差确定模块具体用于:
[0066] 按如下公式,根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、 烟气的定压比热容,确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差,包括:
[0067] Q=VycpA0B;
[0068] 其中,Vy为实际烟气量,Vy=Vy°+(a-l)V°;
[0069]a为过量空气系数
)2为烟气中氧气的体积分数;
[0070] Vy°为理论烟气量,V°为理论空气量;
[0071]Vy°~V°
Qnrt, ar为燃料低位发热量;
[0072] %为烟气的定压比热容;
[0073] S=0,154tV~+0,〇35(_ +0.81kV.v2,\c〇2 为C02的平均定压比热容,C响为 〇2 的平均定压比热容,为N2的平均定压比热容;
[0074] B为烟气流量;
[0075] A0为烟气温差。
[0076] -个实施例中,烟气温度确定模块具体用于:
[0077] 以省煤器入口烟气温度为基础,根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差,确定锅 炉各级受热面进出口的烟气温差时,计算到后屏入口烟
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