專利名稱：電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法，屬于電 站鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前我國的發(fā)電機組已進(jìn)入大容量、高參數(shù)的發(fā)展階段，一批600MW、1000MW等級 的超臨界機組相繼投運。隨著鍋爐參數(shù)的提高，尤其蒸汽溫度的提高，一些不同于亞臨界參 數(shù)諸如管內(nèi)氧化垢引起的超溫問題更為突出。一臺大容量超臨界鍋爐在運行中發(fā)生爆管， 不但會造成巨大的直接經(jīng)濟損失，而且由于爆管區(qū)域附近大片管子受損，埋下了連續(xù)爆管 的隱患，嚴(yán)重影響鍋爐的安全運行。為了減緩末級過熱器和末級再熱器管內(nèi)氧化皮的生成速度和控制氧化皮的剝落 造成堵塞爆管，同時有效監(jiān)測末級過熱器和末級再熱器爐管的爐內(nèi)壁溫分布，需要一種方 法對電站鍋爐過熱器、再熱器受熱面進(jìn)行熱偏差在線監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種進(jìn)行鍋爐過熱器和再熱器熱偏差在線監(jiān)測的方法，實現(xiàn) 對鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差進(jìn)行在線監(jiān)測，提供火電廠一臺或幾臺機組鍋爐末 級過熱器和末級再熱器熱偏差情況。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種電站鍋爐末級過熱器和末級 再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法，其特征在于，步驟為步驟1、將網(wǎng)頁服務(wù)器分別與用戶端瀏覽器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和計算服務(wù)器連接，數(shù) 據(jù)庫服務(wù)器和計算服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)與電廠DCS系統(tǒng)或者 MIS系統(tǒng)及在線測點連接；步驟2、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器每隔至少30秒讀取鍋爐末級過熱器和末級再熱器在線監(jiān)測 數(shù)據(jù)；步驟3、讀取在線監(jiān)測采集到的各屏各管出口壁溫數(shù)據(jù)，進(jìn)口汽溫數(shù)據(jù)和鍋爐運行 主要參數(shù)，根據(jù)熱偏差定義直接計算出沿爐膛寬度的熱偏差系數(shù)；步驟4、實時顯示末級過熱器及末級再熱器的熱偏差曲線。本發(fā)明具有以下特點1、在鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測的計算/應(yīng)用服務(wù)器上安裝 用VB語言編寫的鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測的計算機軟件，根據(jù)軟件 設(shè)定的時間間隔，從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取的在線監(jiān)測的鍋爐參數(shù)，在線實時計算鍋爐的熱 偏差，計算分析得出的結(jié)果，再送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器保存，供網(wǎng)頁服務(wù)器調(diào)用。2、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存放兩類數(shù)據(jù)第一類數(shù)據(jù)為鍋爐參數(shù)在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)，包括主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽 壓力、再熱蒸汽溫度、電負(fù)荷量、末級過熱器出口壓力、末級過熱器出口溫度、高溫再熱器出口溫度、高溫再熱器出口溫度、末級再熱器各屏各管安裝測點溫度、末級過熱器各屏各管測 點溫度等o第二類數(shù)據(jù)為鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差的計算結(jié)果。3、外部系統(tǒng)接口具有兩種功能一是把鍋爐參數(shù)的監(jiān)測值存入數(shù)據(jù)庫；二是把鍋爐運行控制措施傳輸給鍋爐控制系統(tǒng)。4、鍋爐自動控制系統(tǒng)與參數(shù)測點具有兩種功能一是提供鍋爐在線監(jiān)測的參數(shù)；二是依據(jù)鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差的計算結(jié)果來指導(dǎo)鍋爐的運行，保 證鍋爐末級過熱器和末級再熱器不超溫、在安全狀態(tài)運行。5、鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線計算的結(jié)果發(fā)布在計算機網(wǎng)頁瀏覽 器上，按照瀏覽器端用戶即電廠技術(shù)人員發(fā)出請求，通過計算/應(yīng)用服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)庫服 務(wù)器中鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差實時計算結(jié)果，在網(wǎng)頁服務(wù)器上形成鍋爐末級 過熱器和末級再熱器熱偏差管理結(jié)果，返回給瀏覽器端用戶，指導(dǎo)鍋爐運行。6、用戶端瀏覽器用來查看鍋爐末級過熱器和末級再熱器的熱偏差在線監(jiān)測結(jié)果。發(fā)明給出的鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測的方法與系統(tǒng)，可以實 現(xiàn)鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差的在線實時計算及在線實時監(jiān)視與控制。如果鍋爐 末級過熱器和末級再熱器某一管屏溫度超過警戒值，通過鍋爐運行調(diào)整來降低管壁溫度， 使鍋爐末級過熱器和末級再熱器管壁處于安全狀態(tài)，達(dá)到了監(jiān)視和控制鍋爐末級過熱器和 末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測的技術(shù)效果。本發(fā)明的優(yōu)點是可以實現(xiàn)鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差的快速在線實時 計算和在線監(jiān)視與控制，實現(xiàn)了鍋爐末級過熱器和末級再熱器在服役期內(nèi)安全運行，延長 鍋爐末級過熱器和末級再熱器使用壽命。


圖1為本發(fā)明鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測系統(tǒng)的方框圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。實施例對于某電廠超臨界600MW電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器受熱面，采用熱偏差 在線監(jiān)測裝置，計算得出末級過熱器和末級再熱器受熱面的熱偏差和啟動工況，以及歷史 最優(yōu)工況。如圖1所示，本發(fā)明鍋爐末級過熱器和末級再熱器智能壁溫管理裝置的方框圖， 鍋爐末級過熱器和末級再熱器智能壁溫管理裝置由計算服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)頁服務(wù) 器、用戶瀏覽端服務(wù)器的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(PI系統(tǒng))組成，網(wǎng)頁服務(wù)器分別與用戶端瀏覽 器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和計算服務(wù)器連接，計算服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過 廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)與電廠DCS系統(tǒng)或者M(jìn)IS系統(tǒng)及在線測點連接。對于某臺超臨界600MW鍋爐，末級過熱器和末級再熱器采用圖1所示的熱偏差在線監(jiān)測裝置，其方法為第一步讀取鍋爐受熱面在線測點數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器每隔Δ τ = 30s讀取一 次數(shù)據(jù)，通過廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)從鍋爐的分散控制系統(tǒng)和在線測點讀取主蒸汽壓力、主蒸 汽溫度、再熱蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、電負(fù)荷量、末級過熱器出口壓力、末級過熱器出口溫 度、高溫再熱器出口溫度、末級過熱器分隔屏進(jìn)口溫度、末級再熱器各屏各管安裝測點溫 度、分隔屏各片各管測點溫度、屏式過熱器各屏各管測點溫度、末級過熱器各屏各管測點溫 度等實時測量數(shù)據(jù)。第二步根據(jù)實際測量數(shù)據(jù)來計算各屏各管的熱偏差系數(shù)。
1、沿?zé)煹缹挾确较虻奈鼰岵痪鶆蛳禂?shù)沿?zé)煹缹挾确较虻奈鼰岵痪鶆蛳禂?shù)K1跟沿爐膛寬度的熱偏差系數(shù)η r和沿爐膛寬 度的蒸汽流量偏差系數(shù)1之間有以下關(guān)系=K1= Jir^n1對于該臺鍋爐末級過熱器擬采用試驗數(shù)據(jù)和理論分析相結(jié)合的方法來確定沿爐 膛寬度方向煙氣溫度的分布情況。2、沿?zé)煹栏叨确较虻奈鼰岵痪鶆蛳禂?shù)沿屏高度由于煙氣流動偏差，存在沿高度方向上的吸熱不均勻系數(shù)K4，擬合其沿 高度的吸熱偏差系數(shù)K4:
(ηλK4 =a + b —
\T J式中a，b為選用系數(shù)；h——計算點離屏底部的距離；T——屏的總高度。3、同屏流量偏差計算同屏流量偏差的定義為一片屏中某一根管子的流量與該屏中平均每根管子流量 的比值式中ξ Q為平均阻力系數(shù)；ξ為計算管阻力系數(shù)。若一屏由n根并聯(lián)管組成，每根管由m段不同內(nèi)徑的管段組成，如第i根管各內(nèi)徑 及摩擦系數(shù)為…及ρ第i根管的總折算阻力系數(shù)為f ^z=Σφν；
W'M dJ式中dQ為假想的統(tǒng)一管子內(nèi)徑則平均管阻力系數(shù)為&=(J^ufzz^uf2可得平均管阻力AP0 為:ΔΡ。= 8.0^0g02u0 /π2 40式中Utl為平均比容，g0為平均管屏的流量。4、屏間流量偏差計算若已知進(jìn)出口集箱的壓力分布曲線，先設(shè)定兩集箱間的壓差值A(chǔ)P'，根據(jù)各屏所 在的位置，可得到各屏壓差ΔΡ”按照流量與壓差的關(guān)系，按下式可計算出各片屏的流量 g,= ^AP1ZAP0 *g0式中g(shù)i——計算管屏的流量，g0——平均流量管屏的流量計算總流量為G' =Σ gi，其中，i = 1，...，n，n為總屏數(shù)目；考察計算流量G'與實際流量G的偏差，若I (G' -G)/GI不滿足要求(不同參數(shù)鍋爐判斷值不同，根據(jù)具體鍋爐來定數(shù)值)，按下式改變AP'為AP"AP'’= "G/G'.AF重復(fù)上述步驟，至| (G' -G)/G|滿足要求，可得屏間流量偏差為 .、= gi/g05、熱偏差系數(shù)計算
A/V各片屏的熱偏差系數(shù)= fA “一計算屏的焓增(i = 1，…，n，n為總屏數(shù)目)，A i0—各屏焓增平均值；在焓值計算公式中考慮到上述數(shù)值，焓計算公式參照97水蒸汽參數(shù)計算標(biāo)準(zhǔn)。第三步計算熱偏差系數(shù)結(jié)果并保存到本地數(shù)據(jù)庫中。服務(wù)程序定時觸發(fā)過程初始化服務(wù)程序間隔時間。操作完成數(shù)據(jù)庫事務(wù)，首先在 時間表中插入最新的一行數(shù)據(jù)，包括對應(yīng)的ID和當(dāng)前時間。通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)采集的 基本工況信息進(jìn)行末級過熱器、末級再熱器熱偏差系數(shù)計算，然后再把計算到的末級過熱 器、再熱器熱偏差系數(shù)保存到本地關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。通過比較本次計算完成后的最新ID號 和上一次計算完成時的ID，判斷本次計算過程數(shù)據(jù)保存是否成功，如果不成功，則把異常原 因和異常時間寫到文本文件中。第四步顯示基本工況信息與末級過熱器末級再熱器超溫信息顯示程序訪問數(shù)據(jù)庫，實時調(diào)用基本工況參數(shù)(電負(fù)荷量、主汽流量、主汽壓力、 主汽溫度、磨煤機組合、排煙溫度等)。顯示程序?qū)崟r訪問數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計并顯示末級過熱器最 大熱偏差系數(shù)、最小熱偏差系數(shù)、超溫管數(shù)(這三個參數(shù)為實際計算出的熱偏差系數(shù)中數(shù) 值大小得出，超過管材警戒溫度的管子總數(shù)即稱超溫管數(shù))，末級再熱器最大熱偏差系數(shù)、 最小熱偏差系數(shù)、超溫管數(shù)。第五步實時顯示末級過熱器末級再熱器熱偏差曲線顯示程序?qū)崟r訪問數(shù)據(jù)庫，調(diào)用最新一個熱偏差系數(shù)表中的記錄，并通過曲線的 形式顯示，30秒時間間隔重新調(diào)用顯示程序刷新顯示。末級過熱器的同屏測點安裝數(shù)目有 多個時，顯示界面的熱偏差曲線有多條，用不同的顏色分別區(qū)分。第六步顯示末級過熱器末級再熱器熱偏差歷史曲線用戶在顯示界面選擇“熱偏差歷史曲線”，然后選擇“管” “屏” “起始時間” “終止 時間”，顯示程序就可以根據(jù)用戶輸入條件訪問數(shù)據(jù)庫，調(diào)用并顯示數(shù)據(jù)結(jié)果集，用戶就可 以查看這個計算點在這段時間內(nèi)的熱偏差歷史曲線。
權(quán)利要求
一種電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法，其特征在于，步驟為步驟1、將網(wǎng)頁服務(wù)器分別與用戶端瀏覽器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和計算服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和計算服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)與電廠DCS系統(tǒng)或者M(jìn)IS系統(tǒng)及在線測點連接；步驟2、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器每隔至少30秒讀取鍋爐末級過熱器和末級再熱器在線監(jiān)測數(shù)據(jù)；步驟3、讀取在線監(jiān)測采集到的各屏各管出口壁溫數(shù)據(jù)，進(jìn)口汽溫數(shù)據(jù)和鍋爐運行主要參數(shù)，根據(jù)熱偏差定義直接計算出沿爐膛寬度的熱偏差系數(shù)。步驟4、實時顯示末級過熱器及末級再熱器的熱偏差曲線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法， 其特征在于，步驟2中所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)包括主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽壓力、再 熱蒸汽溫度、電負(fù)荷量、末級過熱器出口壓力、末級過熱器出口溫度、高溫再熱器出口溫度、 末級過熱器分隔屏進(jìn)口溫度、末級再熱器各屏各管安裝測點溫度、分隔屏各片各管測點溫 度、屏式過熱器各屏各管測點溫度、末級過熱器各屏各管測點溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法， 其特征在于，所述步驟3包括步驟3.1、計算沿?zé)煹缹挾确较虻奈鼰岵痪鶆蛳禂?shù)K1,K1=nr*n1，，其中，nr為沿爐膛 寬度的熱偏差系數(shù)，1為沿爐膛寬度的蒸汽流量偏差系數(shù)； 步驟3. 2、計算沿?zé)煹栏叨确较虻奈鼰岵痪鶆蛳禂?shù)K4，K4= 0.85 + 0.31-1，其中，h為計算點離屏底部的距離，T為屏的總高度；步驟3. 3、計算同屏流量偏差計算，同屏流量偏差的定義為一片屏中某一根管子的流量與該屏中平均每根管子流量的比值，其計算公式為<formula>formula see original document page 2</formula>式中，I。為平均阻力系數(shù)；I為計算管阻力系數(shù)；<formula>formula see original document page 2</formula>其中，n為組成一屏的并聯(lián)管數(shù)量，ζi (i = 1，2，…，n)為第i根管的總折算阻力系數(shù)；<formula>formula see original document page 2</formula>其中，m為組成一根并聯(lián)管的不同內(nèi)徑管段的數(shù)量，屯為假想的統(tǒng)一管子內(nèi)徑，dj為第i根并聯(lián)管的內(nèi)徑，<為第第i根并聯(lián)管的摩擦系數(shù)；平均管阻力ΔPo為<formula>formula see original document page 2</formula>，其中，％為平均比容，gQ為平均管屏的流量；步驟3. 4、計算屏間流量偏差計算步驟3. 4.1、已知進(jìn)出口集箱的壓力分布曲線，先設(shè)定兩集箱間的壓差值A(chǔ)P'，根據(jù) 各屏所在的位置，可得到各屏壓差△&，按照流量與壓差的關(guān)系，按下式可計算出各片屏的 流量:<formula>formula see original document page 2</formula>其中，gi為計算管屏的流量，g0為平均管屏的流量；步驟3. 4. 2、總流量G' =E gi，其中，i = 1，...，n，n為總屏數(shù)目；步驟3. 4. 3、考察計算流量G'與實際流量G的偏差，若| (G' _G)/G|不滿足要求，按下 式改變AP'為AP"，AP"=V^ AP’，并回到步驟3.4. 1，否則進(jìn)入下一步；步驟3. 4. 4、屏間流量偏差I(lǐng) i = gi/g0。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法， 其特征在于，所述步驟5還顯示基本工況信息，末級過熱器及末級再熱器的超溫信息、熱偏 差歷史曲線。
5.如權(quán)利要求4所述的一種電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法， 其特征在于，所述基本工況信息包括電負(fù)荷量、主汽流量、主汽壓力、主汽溫度、磨煤機組合 及排煙溫度。
6.如權(quán)利要求4所述的一種電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法， 其特征在于，所述末級過熱器及末級再熱器的超溫信息包括末級過熱器最大熱偏差系數(shù)、 最小熱偏差系數(shù)、超溫管數(shù)，末級再熱器最大熱偏差系數(shù)、最小熱偏差系數(shù)、超溫管數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電站鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差在線監(jiān)測方法，其步驟為先搭建在線監(jiān)測裝置，隨后讀取在線檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)讀取到的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)計算各屏各管的熱偏差，將結(jié)果儲存并顯示。本發(fā)明的優(yōu)點是可以實現(xiàn)鍋爐末級過熱器和末級再熱器熱偏差的快速在線實時計算和在線監(jiān)視與控制，實現(xiàn)了鍋爐末級過熱器和末級再熱器在服役期內(nèi)安全運行，延長鍋爐末級過熱器和末級再熱器使用壽命。
文檔編號F22B35/18GK101832544SQ201010174310
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者劉平元, 劉進(jìn), 張妮樂, 施鴻飛, 楊凱鏇, 王飛, 陳朝松, 魏增濤 申請人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院;上海上發(fā)院發(fā)電成套設(shè)備工程有限公司