基于锅炉设备运行参数的空预器堵塞预估方法与流程

本发明属于火力发电，尤其是涉及一种基于锅炉设备运行参数的空预器堵塞预估方法。

背景技术：

1、空预器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需要空气的一种热交换装置，由于它工作在烟气温度最低区域，回收率烟气热量，降低了排烟温度，提高了锅炉效率。目前空预器堵塞现象广泛存在于煤电机组，造成了设备运行工况恶劣、机组负荷能力受限，严重影响了机组安全稳定运行。现有技术均空预器堵塞预估方法判定条件单一，通过监视空预器进出口压差来判断空预器是否堵灰，即在空预器进、出口烟道上安装静压测点，根据二者压力值的区别进行判定。同时由于低温环境的影响，会造成低温腐蚀情况，也会造成堵塞情况，现有技术中均未考虑环境温度的影响，由于空预器出口烟道较宽且气流不均匀，差压监视只能反映一种趋势，所以使用进出口压差来判定时不仅监测滞后，监测参考数据单一，使得监测数值不够直观准确，一般空预器堵塞的过程是可逆的，及时发现堵塞现在并采取措施，能够有效控制堵塞情况的加剧，降低后续处理难度。

技术实现思路

1、目的：鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供一种基于锅炉设备运行参数的空预器堵塞预估方法，实时自动监测空预器的堵塞情况。

2、本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种基于锅炉设备运行参数的空预器堵塞预估方法，包括：

4、获取实时锅炉设备运行参数和实时环境参数；

5、根据实时锅炉设备运行参数和实时环境参数计算实时酸露点温度、实时漏风系数和实时空预器阻力系数；

6、将实时锅炉设备运行参数、实时酸露点温度以及实时环境参数输入至出风预测模型中得到实际出风预测值；

7、计算实际出风预测值与洁净状态下出风值的出风差值；计算实时漏风系数与洁净状态下漏风系数的漏风差值，计算实时空预器阻力系数与洁净状态下的空预器阻力系数差值；

8、根据出风差值、漏风差值以及空预器阻力系数差值综合判定空预器堵塞程度。

9、在一些实施例中，所述出风预测模型的获取方法包括：

10、获取历史锅炉设备运行参数和历史环境参数，并根据历史锅炉设备运行参数和历史环境参数计算历史酸露点温度；

11、根据历史锅炉设备运行参数和历史环境参数计算空预器阻力系数，通过历史锅炉设备运行参数、历史酸露点温度以及历史环境参数构建数据集；

12、构建与环境温度和酸露点温度相关的出风预测模型，将数据集输入至出风预测模型进行训练直至收敛，得到训练好的出风预测模型。

13、在一些实施例中，锅炉设备运行参数包括脱硝装置喷氨量、锅炉蒸发量、脱硝装置出口烟气含氧量、脱硝装置进口烟气氮氧化物浓度、脱硝装置出口烟气氮氧化物浓度、脱硫装置进口烟气二氧化硫浓度、脱硫装置进口烟气三氧化硫浓度、脱硫装置进口烟气水分含量、空预器进口一次风温度、空预器进口二次风温度、空预器出口烟气温度，以及暖风器加热温度；

14、历史锅炉设备运行参数还包括洁净状态下的出风值、漏风系数以及空预器阻力系数；

15、环境参数包括环境温度和大气压力。

16、在一些实施例中，酸露点温度的计算方法包括：根据脱硫装置进口烟气三氧化硫浓度和脱硫装置进口烟气水分含量，计算酸露点温度；

17、ts＝20 lg v+a

18、其中，ts表示酸露点温度，v为脱硫装置进口烟气三氧化硫浓度，a是与脱硫装置进口烟气水分含量相关的系数。

19、在一些实施例中，漏风系数的计算方法包括：根据烟道氧气含量获取漏风系数；

20、α＝a1-a2

21、其中，α为漏风系数，a1和a2分别为空预器烟气入口过量空气系数和空预器烟气出口过量空气系数；其中所述空预器烟气入口过量空气系数和空预器烟气出口过量空气系数分别根据空预器烟气入口、出口的烟道氧气含量获得；

22、在一些实施例中，空预器阻力系数的计算方法包括：根据大气压力、空预器烟气出入口压力、空预器出口烟气温度和空预器出口烟气流速获取空预器阻力系数；

23、

24、其中，k1为空预器阻力系数，pout和pin为分别表示空预器烟气出口压力和空预器烟气入口压力，表示流经空预器的烟气平均密度且其大小相关于大气压力和空预器出口烟气温度，qv表示流经空预器的烟气体积流量且其大小取决于空预器出口烟气流速，aph表示空预器烟气出口面积。

25、在一些实施例中，所述出风预测模型包括：

26、f＝tx*δh/δq2

27、其中，f为出风预测值，tx关于环境温度和酸露点温度相关的修正系数，当环境温度低于-5摄氏度且暖风器加热温度达到最高时，空预器出口烟气温度低于实时酸露点温度ts时，tx小于1；当空预器出口烟气温度大于等于实时酸露点温度ts，tx等于1；δh为空预器烟气入口、出口两侧点之间的压差，δq为表示空预器烟气入口、出口两测点之间的风量差，风量为关于风速v和风压p的函数。

28、在一些实施例中，根据出风差值、漏风差值以及空预器阻力系数差值综合判定空预器堵塞程度，具体包括：

29、根据当前时刻的出风差值、漏风差值以及空预器阻力系数差值计算预估判定值；

30、根据预估判定值与设定预警值进行比较得到堵塞程度。

31、进一步地，在一些实施例中，计算预估判定值，包括：

32、y＝x1*δf+x2*δα+x3*δk1

33、其中，y为预估判定值，x1、x2以及x3分别出风差值、漏风差值以及空预器阻力系数差值的权重系数，δf、δα以及δk1分别为出风差值、漏风差值以及空预器阻力系数差值。

34、进一步地，在一些实施例中，根据预估判定值与设定预警值进行比较得到堵塞程度，包括：

35、当预估判定值未超出设定预警值时，表示未堵塞；

36、当预估判定值超出设定预警值的百分之三十时，表示一级堵塞；

37、当预估判定值超出设定预警值的百分之六十时，表示二级堵塞；

38、当预估判定值超出设定预警值的一倍时，表示三级堵塞。

39、第二方面，本发明提供了一种基于锅炉设备运行参数的空预器堵塞预估装置，包括处理器及存储介质；

40、所述存储介质用于存储指令；

41、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述的方法。

42、第三方面，本发明提供了一种设备，包括，

43、存储器；

44、处理器；

45、以及

46、计算机程序；

47、其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现上述第一方面所述的方法。

48、第四方面，本发明提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。

49、因此，本发明采用上述一种基于锅炉设备运行参数的空预器堵塞预估方法，具有以下有益效果：

50、(1)通过三种差值进行堵塞程度的判定，即出风差值、漏风差值以及空预器阻力系数差值，使得判定结果更加精准。

51、(2)构建了与环境温度和酸露点温度相关的出风预测模型，充分考虑了低温环境下对酸漏点温度的影响，提高判定结果的精度。

52、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。