一种用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法
【专利摘要】一种用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其特征在于，包括步骤1，在所述直流锅炉炉膛燃烧正常的条件下，将蒸汽/水引入到所述水冷壁的吹灰枪中；步骤2，利用所述吹灰枪中的蒸汽/水对所述水冷壁进行有差别吹灰，以改变所述水冷壁的不同区域、部位的表面积灰程度；根据所述吹灰枪的分布密度，将水冷壁管以出口温度为监视点沿周向分为若干个区域，观察所述水冷壁管出口汽温的分布及偏差是否在合理的范围内：如需提升所述水冷壁某一区域的汽温，则利用该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪进行吹灰，增大其吹灰强度和/或减小其它出口汽温较高的水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度；反之亦然。
【专利说明】一种用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水冷壁吹灰降低热偏差的方法，尤其涉及一种用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法。
【背景技术】
[0002]目前，无论是亚临界压力还是超(超)临界压力直流锅炉的蒸发受热面，尤其是变压运行，带内置式启动系统的直流锅炉的蒸发受热面，即水冷壁，都存在着流动稳定性、热偏差和脉动等水动力问题，尤其是热偏差的问题，由于并列管组中各管的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷存在差异，因此各管中工质的焓增不同，而导致热偏差的原因可归结为三类:受热面大小不同、水力不均匀和热力不均匀。为此，在锅炉结构设计中，就会考虑尽量使并联各管的长度及管径等结构要素尽量均匀，燃烧器的布置以及燃烧工况要考虑尽量使炉膛热负荷分布得均匀。但是实际上是难以做到绝对均匀的，并且，一旦设计已定，其受热面大小、水力不均匀在运行中是难以进行调整的。而对于热力不均匀，其影响因素既有结构因素也有运行因素，例如，炉膛中四面炉壁的热负荷本身可能各不相同，运行过程中火焰中心的偏斜、燃烧器负荷不一致、炉膛部分水冷壁的严重积灰及结渣等，均会引起水冷壁的吸热不均，最终导致水冷壁的热偏差。
[0003]对于直流锅炉，由于工质在水冷壁中全部蒸发，水冷壁一旦产生较大的热偏差，会对传热恶化造成很大的影响，且水冷壁出口工质温度已过热，所以会对水冷壁管子安全造成很大的影响，严重会导致部分水冷壁局部超温甚至爆管。此外，现代大型锅炉的水冷壁均采用了鳍片结构，管间较大的温度偏差就意味着极大的热应力，严重的会产生撕裂及爆管。然而目前，针对水冷壁的热偏差，除了设计中所能考虑的措施，在运行中尚欠缺针对此类问题较好的技术手段。
[0004]另一方面，针对炉膛水冷壁的吹灰是目前电厂机组运行中的常规操作，但其主要目的是为了避免水冷壁结渣或积灰，确保锅炉运行安全，所以其采用的吹灰方式一般是定时吹灰，即到了某一时间运行操作人员就会执行吹灰操作，对炉膛水冷壁统一进行吹灰，而并未把其当作一种控制水冷壁热偏差的技术手段。
【发明内容】
[0005]有鉴于上述问题及现有技术的缺陷，本发明目的是突破传统的吹灰方式及理念，降低水冷壁的热偏差，提高锅炉运行的水动力稳定性。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0007]步骤1，在所述直流锅炉炉膛燃烧正常的条件下，将蒸汽/水引入到所述水冷壁的吹灰枪中；
[0008]步骤2，利用所述吹灰枪中的蒸汽/水对所述水冷壁进行有差别吹灰，以改变所述水冷壁的不同区域、部位的表面积灰程度；
[0009]其中步骤2包括步骤3，根据所述吹灰枪的分布密度，将水冷壁管以出口温度为监视点沿周向分为若干个区域，观察所述水冷壁管出口汽温的分布及偏差是否在合理的范围内:如需提升所述水冷壁某一区域的汽温，则利用该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪进行吹灰，增大其吹灰强度和/或减小其它出口汽温较高的水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度；如需降低水冷壁某一区域的汽温，则利用该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪进行吹灰，减小其吹灰强度和/或增大其它出口汽温较低的水冷壁管子全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度。
[0010]其中所述水冷壁管环绕锅炉不同墙分别通过炉膛热和冷的区域，而针对该区域水冷壁管的吹灰枪布置在不同墙面及不同高度。
[0011]其中所述步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减少或增加吹灰频次。
[0012]其中所述步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减小或增大所述吹灰枪中的蒸汽/水压力。
[0013]其中所述步骤3中采用在所述锅炉水冷壁上安装水动力巡测仪，通过水动力巡测仪监测并判定出所述水冷壁热偏差。
[0014]本发明所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，还包括步骤4，所述步骤4为判断所述水冷壁的结焦、积灰程度是否在预定可控范围之内，并在步骤2中控制水冷壁的结焦、积灰程度,使其在可控范围之内。
[0015]本发明所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其中还包括步骤5，所述步骤5为在控制所述水冷壁热偏差在合理范围的基础上，综合判断过热汽温、再热汽温高低，若需提升再热汽温，则减小对所述水冷壁的平均吹灰强度，即降低所述水冷壁的总吸热量，反之，若需降低再热汽温，则增大对所述水冷壁的平均吹灰强度，即增大所述水冷壁的总吸热量。
[0016]如权利要求1所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其中所述吹灰枪的数量至少为两把。
[0017]本发明通过对炉膛水冷壁进行区分吹灰，取得了有益效果:
[0018]1、通过有目的控制水冷壁各区域对应不同位置上的吹灰枪的吹灰强度，以改变水冷壁各区域的表面积灰程度，从而提升出口汽温偏低的区域所对应受热面的传热系数或降低出口汽温偏高区域所对应受热面的传热系数，达到均衡水冷壁各区域出口汽温的目的，减少了水冷壁各区域间的热偏差，提升了直流锅炉水动力稳定性，提高了机组运行的安全性；
[0019]2、通过实现各水冷壁区域的吸热比例再分配，减少了各水冷壁区域间的温度偏差，减少了水冷壁出口汽温的波动幅度和频度，减轻水冷壁金属管材因温差产生的热应力及频繁波动产生的交变应力的影响，降低了水冷壁局部超温甚至爆管的可能性，大大提高了设备安全性；
[0020]3、减少因盲目吹灰操作而产生的汽耗/水耗损失，提高了运行效率；
[0021]4、通过实时调整温度变化，减少了吹灰操作，降低了受热面因过度吹灰产生吹损的概率，进一步提升了设备安全性。
[0022]以下将对本发明的构思、具体步骤及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【具体实施方式】
[0023]本发明提供了一种用于火力发电厂直流锅炉水冷壁的有差别蒸汽吹灰降低热偏差方法，具体包括以下步骤:
[0024]步骤1，在所述直流锅炉炉膛燃烧正常的条件下，将蒸汽/水引入到所述水冷壁的吹灰枪中；
[0025]步骤2，利用所述吹灰枪中的蒸汽/水对所述水冷壁进行有差别吹灰，以改变所述水冷壁的不同区域、部位的表面积灰程度；
[0026]其中步骤2包括步骤3，根据所述吹灰枪的分布密度，将水冷壁管以出口温度为监视点沿周向分为若干个区域，观察所述水冷壁管出口汽温的分布及偏差是否在合理的范围内:如需提升所述水冷壁某一区域的汽温，则利用该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪(例如螺旋式水冷壁，同一根水冷壁管会环绕锅炉不同墙分别通过炉膛热和冷的区域，而针对该区域水冷壁管的吹灰枪也会布置在不同墙面及不同高度)进行吹灰，增大其吹灰强度和/或减小其它出口汽温较高的水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度；如需降低水冷壁某一区域的汽温，则利用该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪进行吹灰，减小其吹灰强度和/或增大其它出口汽温较低的水冷壁管子全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度。
[0027]导致水冷壁热偏差的因素较多，有差别的进行吹灰实质上是改变水冷壁管的换热系数，进而改变吸热量，实现汽温的均衡。水冷壁积灰沾污，会导致水冷壁换热系数降低，换热量降低，其它条件不变情况下，水冷壁出口汽温会降低。当水冷壁积灰被吹除时，水冷壁换热系数增加，换热量增加，其它条件不变情况下，水冷壁出口汽温会增加。
[0028]具体地，如需提升水冷壁某一区域管的汽温，则利用该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪(例如螺旋式水冷壁，同一根水冷壁管会环绕锅炉不同墙分别通过炉膛热和冷的区域，而针对该区域水冷壁管的吹灰枪也会布置在不同墙面及不同高度)进行吹灰，增大其吹灰强度；或者，减小其它出口汽温较高的水冷壁管子全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度，或者，将增大该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度、减小其它出口汽温较高的水冷壁管子全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度这两种手段结合在一起。其中所述步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减少或增加吹灰频次。所述步骤3中减小或增大吹灰强度的方法也可为减小或增大所述吹灰枪中的蒸汽/水压力。其中所述吹灰枪的数量至少为两把。
[0029]与传统的把水冷壁作为一个整体进行调整的蒸汽/水力吹灰技术相比较，本发明针对水冷壁各管吸热情况进行区分调整，实时有效精确控制水冷壁的吹灰强度，既能保证水冷壁的表面清洁度在合理范围内，保证了锅炉的安全和效率，又减少了水冷壁热偏差，提升了直流锅炉的水动力稳定性，降低了水冷壁局部超温甚至爆管的可能性，提高了机组运行安全性。
[0030]同时，本发明在降低水冷壁热偏差的同时，一定程度上会减少吹灰操作，降低了水冷壁受热面因过度吹灰产生吹损的概率，进一步提升了设备安全性。此外，通过调整，可以减少水冷壁的金属温度的波动幅度和频度，减轻金属管材因温差产生热应力及频繁波动产生的交变应力的影响。
[0031]在本发明的较佳实施方式中，其中所述步骤3中观察水冷壁管出口汽温的分布及偏差是否在合理的范围内，可采用在锅炉水冷壁上安装水动力巡测仪，通过水动力巡测仪监测并判定出水冷壁热偏差较大的区域。合理范围是指在安全范围内，如果汽温分布及偏差过大则会导致直流锅炉水动力不稳定，水冷壁金属管材超温甚至爆管等不安全现象，根据机组容量、金属管材材质等不同情况可以设定不同的合理范围。
[0032]在本发明的另一较佳实施例中，其中还包括步骤4，所述步骤4为判断水冷壁的结焦、积灰程度是否在预定可控范围之内，并在步骤2中控制水冷壁的结焦、积灰程度，使其在可控范围之内。可控范围是指在安全范围内，结焦、积灰会弓I起水冷壁的吸热不均，最终导致水冷壁的热偏差，继而导致直流锅炉水动力不稳定，水冷壁金属管材超温甚至爆管等不安全现象。
[0033]在本发明的另一较佳实施方式中，本发明还包括步骤5，在控制水冷壁热偏差在合理范围的基础上，综合判断过热汽温、再热汽温高低，尤其是要兼顾再热汽温，若需提升再热汽温，则减小对水冷壁的平均吹灰强度，即减少水冷壁的总吸热量，反之，若需降低再热汽温，则增大对水冷壁的平均吹灰强度，即增大水冷壁的总吸热量。
[0034]当然，在其他实施例中，也可不设置以上步骤，本实施例对此不做限制。
[0035]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可得到的，均在本发明保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，在所述直流锅炉炉膛燃烧正常的条件下，将蒸汽/水引入到所述水冷壁的吹灰枪中； 步骤2，利用所述吹灰枪中的蒸汽/水对所述水冷壁进行有差别吹灰，以改变所述水冷壁的不同区域、部位的表面积灰程度； 其中步骤2包括步骤3，根据所述吹灰枪的分布密度，将水冷壁管以出口温度为监视点沿周向分为若干个区域，观察所述水冷壁管出口汽温的分布及偏差是否在合理的范围内:如需提升所述水冷壁某一区域的汽温，则利用该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪进行吹灰，增大其吹灰强度和/或减小其它出口汽温较高的水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度；如需降低水冷壁某一区域的汽温，则利用该区域水冷壁管全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪进行吹灰，减小其吹灰强度和/或增大其它出口汽温较低的水冷壁管子全程所对应的布置在不同位置的吹灰枪的吹灰强度。
2.如权利要求1所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其中所述水冷壁管环绕锅炉不同墙分别通过炉膛热和冷的区域，而针对该区域水冷壁管的吹灰枪布置在不同墙面及不同高度。
3.如权利要求1所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其中所述步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减少或增加吹灰频次。
4.如权利要求1所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其中所述步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减小或增大所述吹灰枪中的蒸汽/水压力。
5.如权利要求1所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其中所述步骤3中采用在所述锅炉水冷壁上安装水动力巡测仪，通过水动力巡测仪监测并判定出所述水冷壁热偏差。
6.如权利要求1所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，还包括步骤4，所述步骤4为判断所述水冷壁的结焦、积灰程度是否在预定可控范围之内，并在步骤2中控制水冷壁的结焦、积灰程度，使其在可控范围之内。
7.如权利要求1所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其中还包括步骤5，所述步骤5为在控制所述水冷壁热偏差在合理范围的基础上，综合判断过热汽温、再热汽温高低，若需提升再热汽温，则减小对所述水冷壁的平均吹灰强度，即降低所述水冷壁的总吸热量，反之，若需降低再热汽温，则增大对所述水冷壁的平均吹灰强度，即增大所述水冷壁的总吸热量。
8.如权利要求1所述的用于火力发电厂直流锅炉的水冷壁有差别吹灰降低热偏差方法，其中所述吹灰枪的数量至少为两把。
【文档编号】F23J3/02GK103528081SQ201310482337
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】冯伟忠 申请人:上海申能能源科技有限公司