On-line Monitoring of Fouling on Convective Heating Surface and Research on the Soot

Blowing Optimization System in Utility Boilers

华电国际十里泉发电厂运行二分场（277103） 谢玉豹 蔡 勇

摘 要：为提高电站锅炉运行经济性和安全性，提出一种基于数学模型的电站锅炉对流受热面积灰状态实时监测方法，并利用其监测结果对吹灰系统进行优化。该系统已在十里泉发电厂应用并取得效果，该监测方法具有简单、运行可靠、初投资少等优点。

关键词：受热面 燃烧 吹灰优化 数学模型

Abstract: In order to raise the economics and safety of utility boilers, a mathematical model-based real-time monitoring method of ash fouling on the convective heating surface of utility boiler was put forward, and the monitoring results could be used to optimize the soot-blowing system . The real-time monitoring system has been successfully applied on 300MW boiler of Shiliquan Power Plant.This method features simple, reliable and low initial inbestment etc., and the developed software has good customer interface.

Key words: heating surface burning soot-blowing optimization mathematical model

1 吹灰系统运行概况

华电国际十里泉发电厂#6锅炉采用美国CE燃烧工程公司的引进技术，为亚临界压力一次中间再热自然循环汽包炉，采用平衡通风四角切圆燃烧。锅炉以MCR工况为设计参数，在机组负荷为331MW时锅炉最大蒸发量为1021t/h，机组负荷为300MW时，锅炉的额定蒸发量为908 t/h 。炉本体吹灰汽源采用分隔屏出口，蒸汽压力3.14MPa ，蒸汽温度为323℃。吹灰器运行方式：定期吹灰，程序运行。

2 吹灰优化方案概述

受热面污染程度的计算及监测：对炉内各受热面，建立基于能量和质量平衡原理的计算模型，利用DAS系统中的工质侧参数和省煤器后烟气侧参数，并根据飞灰可燃物及氧量测量模型，首先进行锅炉各项热损失和热效率的计算，然后，从省煤器出口开始，逆烟气的流程逐段进行各受热面的热平衡和传热计算，确定各受热面的实际传热系数及实时污染率。

吹灰优化系统提供了锅炉内部烟气温度显示功能，实现锅炉内部实时烟气温度的计算及监测。锅炉通常只在尾部受热面布烟温测点，炉膛出口、高温对流区处，因环境恶劣，热电偶不能长时间正常工作，所以这些部位的烟温均不能实现实时监测。本系统将计算炉膛出口烟温及其它各受热面进、出口的烟气平均温度，绘制烟气温度分布图，以便运行人员了解锅炉内部的烟温分布。系统建立了不同受热面的污染增长模型，结合不同负荷下炉内各受热面的理想传热状态，通过建立的经济性分析模型计算，权衡吹灰带来的收益和支出，判断当前状况下，锅炉是否需要进行吹灰操作，确定较优的吹灰模式，并提示吹灰顺序，指导运行人员进行吹灰操作。基本逻辑框架如图1、2所示。