基于传热的锅炉高温烟气实测温度修正计算方法与流程

本发明涉及有热发生装置的水加热器领域，具体为一种基于传热的锅炉高温烟气实测温度修正计算方法。

背景技术：

1、大容量锅炉炉内换热计算的准确性问题一直受到锅炉行业普遍的关注。建立在系统理论和大量试验数据基础之上的《锅炉机组热力计算标准方法》在国内广泛应用，该方法使用方便，有一定的准确度和可靠性，国内外各种改进方案在减少计算偏差上各有所长，但唯一的检验标准应当是实践。

2、锅炉机组的热力计算从燃料的燃烧平衡和热平衡计算开始，然后按烟气流向对锅炉机组的各个受热面(炉膛、屏式过热器、对流过热器及尾部受热面等)进行计算。锅炉热力计算分为设计计算和校核计算。设计计算：给定锅炉容量、参数和燃料特性，确定炉膛尺寸和各部件的受热面积、燃料消耗量、锅炉效率、各受热面交界处介质的参数、各受热面吸热量和介质速度等。校核计算：已知锅炉的结构和尺寸、锅炉负荷和燃料特性，确定各受热面交界处介质参数、锅炉热效率、燃料消耗量等用于考核锅炉在非设计负荷或燃用非设计燃料时热力特性及经济指标。锅炉校核热力计算是在锅炉结构计算的基础之上进行的。对锅炉机组作校核计算时，烟气的中间温度和内部介质温度包括排烟温度、热空气温度，故先假定参数，然后用逐步逼近法确定。

3、目前国内某些电厂dcs系统中的各管组进出口动态烟气温度正是基于以上的方法结合锅炉动态运行数据而得出的。但在实际应用中，由于没有实际的烟温测量方法作为基础，误差很大，电厂基本无法使用。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，提供一种测量方便、精确度高的温度测量方法，本发明公开了一种基于传热的锅炉高温烟气实测温度修正计算方法。

2、本发明通过如下技术方案达到发明目的：

3、一种基于传热的锅炉高温烟气实测温度修正计算方法，所述的基于温度修正的锅炉高温烟气多点式测量装置包括锅炉炉体、烟气温度探针、接线盒、补偿导线、智能前端、信号线、dcs控制柜、dcs服务器和工作站，

4、锅炉炉体的两侧分别设有至少三根烟气温度探针，锅炉炉体每侧的烟气温度探针都通过补偿导线连接至一台智能前端，每个智能前端都通过信号线连接一台 dcs控制柜，各个dcs控制柜都连接至dcs服务器，dcs服务器连接各台工作站；

5、烟气温度探针外用两块横截面为半圆形的保护板贴覆，两块保护板的外侧设有耳板，两块相对的耳板用螺栓-螺母组件连接固定；

6、烟气温度探针设于锅炉炉体的水冷壁顶棚时，在烟气温度探针外设有密封罩；

7、智能前端和dcs控制柜之间通过modbus协议通信；

8、其特征是：按如下步骤依次实施：

9、实时烟温测量：实时动态显示高过出口和高再出口测点的位置和相应的温度值，并实时计算出左右侧的平均动态烟温及偏差值；

10、修正后烟温显示：针对误差及管组的冷面辐射，对采集的烟温数据作相应的数值修正，并动态显示修正后的数值；

11、各管组进出口平均动态烟温显示：在上炉膛受热面显示图中，显示各管组进出口的平均动态烟温及屏底烟温；

12、高再进出口左右侧动态烟温偏差显示：显示安装有烟温侧点位置的左右侧、上下侧及整个进出口截面的平均动态烟温。

13、所述的锅炉半辐射区多点式高温烟气探针监测装置的计算方法，其特征是：烟温测点的数据修正受其所工作周围环境和物理位置等因素影响，譬如：

14、高温再热器和高温过热器的冷面辐射影响，

15、悬吊管的冷面辐射影响，

16、水冷壁冷面辐射的影响，

17、烟温探针外保护套管对探针的影响，等等。

18、具体按如下公式确定：

19、

20、p33＝π·p32·p17·(p26-p21)——(b)，

21、

22、p35＝1-exp(-p22p34)——(d)，

23、p36＝5.67×10-8×0.9×π×p35×p17×[(p26+273)4]-(p21+273)4]——(e)，

24、

25、

26、

27、

28、

29、

30、p49＝p43+p44+p45+p46+p47+p48——(l)，

31、p49迭代，即令p49＝p33+p36，修改p26，使p27＝0，

32、p27＝p49-p33-p36，

33、(a)～(l)式中：

34、p1：主蒸汽流量，单位t/h，

35、p2：炉膛宽度，单位m，

36、p3：测点所在烟道深度，单位m，

37、p4：测点所在烟道深度，单位m，

38、p5：左侧墙水冷壁灰污壁温，单位℃，

39、p6：右侧墙水冷壁灰污壁温，单位℃，

40、p7：上部顶棚管灰污壁温，单位℃

41、p8：下部水冷壁灰污壁温，单位℃

42、p9：前侧换热器灰污壁温，单位℃

43、p10：后侧换热器灰污壁温，单位℃

44、p11：左侧墙水冷壁孔隙率，

45、p12：右侧墙水冷壁孔隙率，

46、p13：上部顶棚管孔隙率

47、p14：下侧墙水冷壁孔隙率，

48、p15：前侧换热器孔隙率

49、p16：后侧换热器孔隙率

50、p17：测点护套管直径，单位m，

51、p18：测点炉宽方向x坐标，单位m，

52、p19：测点炉深方向y坐标，单位m，

53、p20：测点炉高方向z坐标，单位m，

54、p21：测点温度，单位℃，

55、p22：辐射层烟气减弱系数，

56、p23：烟气含氧量，

57、p24：烟气流量，单位kg/s，

58、p25：测点处烟气速度，单位m/s，

59、p26：烟气温度，单位℃，

60、p27：换热量差值，单位kw/m，

61、p28：烟气密度，单位kg/m3，

62、p29：烟气粘度，单位m2/s，

63、p30：烟气导热系数，单位w/m·℃，

64、p31：烟气pr数，即烟气普朗特数，

65、p32：烟气对套管的对流换热系数，单位w/m·℃，

66、p33：烟气对流对管子换热功率，单位w/m，

67、p34：辐射层厚度，单位m，

68、p35：烟气黑度，

69、p36：烟气辐射对管子换热量，单位w/m，

70、p37：测点对左墙的角系数，

71、p38：测点对右墙的角系数，

72、p39：测点对上部顶棚管的角系数，

73、p40：测点对下部水冷壁的角系数，

74、p41：测点对前换热器的角系数，

75、p42：测点对后换热器的角系数，

76、p43：测点对左墙辐射功率，单位w/m，

77、p44：测点对右墙辐射功率，单位w/m，

78、p45：测点对上部顶棚管辐射功率，单位w/m，

79、p46：测点对下部水冷壁辐射功率，单位w/m，

80、p47：测点对前换热器辐射功率，单位w/m，

81、p48：测点对后换热器辐射功率，单位w/m，

82、p49：测点总放热量，单位w/m。

83、本发明中，烟温测点的数据修正因素包括：

84、1.高温再热器和高温过热器的冷面辐射影响；

85、2.悬吊管的冷面辐射影响；

86、3.水冷壁冷面辐射影响；

87、以上各因素的烟温修正计算方法不一样。

88、本发明具有如下有益效果：

89、1.为锅炉运行提供了一种对调整锅炉热偏差的可视化技术手段。运行人员可以不受经验和理论知识限制，直接通过热偏差曲线和极值数据，依靠燃烧调整摸索最佳的运行工况；

90、2.烟气热偏差的准确获取为电厂工程技术人员提供了一种直观的工具，从大量的信息和多变的工况中，梳理出燃烧调整的核心指标，特别适合于当期锅炉煤种多变和深度调峰的要求；

91、3.对于运行调整而言，如何从大量的参数中提取准确有效的信息指导燃烧调整是一直未能得以很好解决的难题，锅炉从炉侧燃烧到锅侧的蒸汽参数偏差，中间经历多个环节和变量，关联性复杂，难以准确对应；

92、4.可直接将燃烧调整和烟气温度场变化一对一对应联系起来，实现对燃烧调整闭环控制。