用于化石燃料鍋爐的控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及化石燃料鍋爐領域，更具體地，涉及用于包括吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制方法和控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]對于化石燃料鍋爐，例如火力發(fā)電鍋爐，在化石燃料例如動力用煤的質量偏劣的情況下，容易形成受熱面的沾污、積灰、腐蝕和磨損等。
[0003]現(xiàn)有技術通過設置吹灰裝置來解決上述情況。參照圖13的示意圖，其示出了火力發(fā)電鍋爐的示例結構。其中，鍋爐包括爐膛、位于爐膛頂部的屏式過熱器、高溫過熱器、位于水平煙道中部并連接到汽輪機的高溫再熱器、低溫再熱器、低溫過熱器。爐膛四周可以設置有水冷壁，在水冷壁四周可以設置有若干個吹灰裝置(圖中未示出)。此外，屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過熱器內可以設置若有干個吹灰裝置(圖中未示出)。
[0004]吹灰以消耗一定量的介質和其它能量損失為代價換取受熱面的清潔，因而其運行本身要消耗一定成本。例如，蒸汽吹灰的耗汽量一般占蒸汽總產(chǎn)量的1%，消耗鍋爐熱效率的0.7%，電廠效率的0.1%。吹灰一方面會增加受熱面的清潔度，提高受熱面的傳熱系數(shù)，增大鍋爐吸熱量，提高鍋爐熱效率；另一方面，他又會消耗一定品質的蒸汽，排入煙道，使進入汽輪機做功的能量份額降低，導致鍋爐的熱效率下降。此外，出于安全性的考慮，吹灰不及時將使得受熱面表面溫度升高，導致高溫腐蝕；過于頻繁的吹灰又將破壞管壁外的氧化膜保護層，使得磨損加大，管壁減薄，吹灰裝置的維修費用加大。

【發(fā)明內容】

[0005]在當前電廠實際操作中，吹灰器的運行基本是由運行人員根據(jù)經(jīng)驗，定時定程序進行吹灰，因此存在一定的盲目性和不確定性，有可能導致吹灰不及時或者吹灰頻率過高，從而影響機組運行的經(jīng)濟性和安全性。
[0006]在下文中給出了關于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0007]根據(jù)本公開的一個實施例，提供一種用于包括多個吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制方法。該方法包括基于歷史數(shù)據(jù)估計鍋爐的負荷上升時段的步驟。該方法還包括根據(jù)吹灰裝置對再熱器溫度的影響來確定至少一個吹灰裝置的步驟。其中，如果操作所確定的吹灰裝置進行吹灰，將導致再熱器溫度下降。該方法還包括控制所確定的吹灰裝置在所估計的負荷上升時段進行吹灰的步驟。
[0008]根據(jù)本公開的另一個實施例，提供一種用于包括多個吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括估計裝置、確定裝置以及控制裝置。估計裝置用于基于歷史數(shù)據(jù)估計鍋爐的負荷上升時段。確定裝置用于根據(jù)吹灰裝置對再熱器溫度的影響，確定至少一個吹灰裝置。其中，如果操作所確定的吹灰裝置進行吹灰，將導致再熱器溫度下降。控制裝置用于控制所確定的吹灰裝置在所估計的負荷上升時段進行吹灰。
[0009]通過公開實施例的方案，能夠有效地將再熱器溫度保持在期望的范圍內。更具體地，通過在預期的負荷上升期進行吹灰，能夠在減少使用再熱器噴水等溫度調節(jié)方式的情況下防止再熱器超溫，從而提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性；另一方面，還避免了吹灰過程使再熱蒸器溫度低于期望值。
【附圖說明】
[0010]本發(fā)明可以通過參考下文中結合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標記來表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中并且形成本說明書的一部分，而且用來進一步舉例說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例和解釋本發(fā)明的原理和優(yōu)點。在附圖中:
[0011]圖1是示出根據(jù)一個實施例的鍋爐控制方法的過程示例的流程圖；
[0012]圖2A和圖2B是示出不同吹灰裝置對再熱器的溫度影響的示例情況的柱狀圖；
[0013]圖3是示出鍋爐負荷的歷史數(shù)據(jù)的示例的曲線圖；
[0014]圖4是示出一個實施例中估計負荷上升時段的過程示例的流程圖；
[0015]圖5示出了負荷變化模型的示例；
[0016]圖6示出了負荷變化的歷史數(shù)據(jù)與負荷變化模型的匹配情況的示例；
[0017]圖7是示出一個實施例中估計負荷上升時段的過程示例的流程圖；
[0018]圖8示出了負荷變化的歷史數(shù)據(jù)與負荷變化模型的匹配次數(shù)的統(tǒng)計示例；
[0019]圖9是示出根據(jù)一個實施例的用于負荷變化模式匹配的過程示例的流程圖；
[0020]圖10是示出模式匹配的一個具體示例過程的流程圖；
[0021]圖11是示出根據(jù)一個實施例的鍋爐控制系統(tǒng)的配置示例的框圖；
[0022]圖12是示出根據(jù)一個實施例的鍋爐控制系統(tǒng)中的估計裝置的配置示例的框圖；
[0023]圖13是示出作為化石燃料鍋爐的示例的火力發(fā)電鍋爐的結構示例的示意圖；以及
[0024]圖14是示出實現(xiàn)本申請的方法和設備的計算機的示例性結構的框圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0026]根據(jù)本公開的一個實施例，提供一種用于化石燃料鍋爐的控制方法，該鍋爐包括多個吹灰裝置。
[0027]如圖1所示，根據(jù)該實施例的鍋爐控制方法包括基于歷史數(shù)據(jù)估計鍋爐的負荷上升時段的步驟SI 10。
[0028]以火力發(fā)電鍋爐為例，機組經(jīng)常處于變負荷工作狀況。例如，圖3示出了一個月中各天的負載變化示例，其中橫軸指示每天中的時間(以小時為單位)，縱軸指示負荷水平。對未來負荷的估計可以基于過去某一天的同一時段的歷史數(shù)據(jù)，也可以基于過去的若干天的同一時段的平均歷史數(shù)據(jù)。另外，歷史數(shù)據(jù)可以包括最近一段時間(例如最近一天、一周、一個月、一個季度、半年、一年、或者全部歷年)的歷史數(shù)據(jù)，或者可以包括歷史同期的數(shù)據(jù)，例如上個月同一天，或者往年同月份、同季度等等。
[0029]在下文中，歷史數(shù)據(jù)或歷史變化曲線等可以包括某一天的實際變化數(shù)據(jù)或變化曲線，或者基于多日的歷史數(shù)據(jù)得到的平均數(shù)據(jù)或曲線。
[0030]返回參照圖1，在步驟S120，根據(jù)鍋爐的吹灰裝置對再熱器溫度的影響(例如參照歷史數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)等)，確定至少一個吹灰裝置，其中如果操作所確定的吹灰裝置進行吹灰，將導致再熱器溫度下降。
[0031]如前所述，在鍋爐中，例如在爐膛四的水冷壁四周，以及在屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過熱器等處，可以設置有若干個吹灰裝置。
[0032]圖2A和圖2B示出了不同吹灰裝置進行的吹灰操作對再熱器溫度造成的影響的示例。其中，圖2A示出了屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過熱器處的吹灰裝置(例如吹灰長槍)對再熱器溫度的影響的示例，圖2B示出了水冷壁處設置的吹灰裝置(例如吹灰短槍)對再熱器溫度的影響的示例。在圖2A和圖2B中，橫軸指示吹灰器編號，縱軸指示相應吹灰器進行的吹灰操作對再熱器溫度的影響，其中縱軸的正方向對應于溫度降低，負方向對應于溫度升高。
[0033]如圖2A所示，屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過熱器處的吹灰裝置中的大多數(shù)吹灰裝置會導致再熱器溫度的下降。如圖2B所示，相當一部分吹灰裝置會導致再熱器溫度降低。特別地，在圖2B中可以看出，編號為IK3、IK4、IK5、IK7、IK9和IKlO的吹灰裝置對再熱器溫度的降低作用較為顯著。
[0034]相應地，在步驟S120中，例如可以基于以上信息將編號為IK3、IK4、IK5、IK7、IK9和IKlO的吹灰裝置作為所確定的吹灰裝置。例如，可以將這些吹灰裝置的組合確定為一個新的吹灰裝置序列，并通過控制裝置例如可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)，控制該吹灰裝置序列在預定的定時進行吹灰操作。
[0035]此外，系統(tǒng)可能預先確定了吹灰裝置序列，換句話說，鍋爐的多個吹灰裝置可能被預先分組以例如分別進行針對不同位置的吹灰操作。在這種情況下，步驟S120中的確定吹灰裝置的步驟也可以包括:確定至少一個吹灰裝置序列，其中如果操作所確定的吹灰裝置序列進行吹灰，將導致再熱器溫度下降。在這種情況下，可以針對吹灰裝置序列整體地估計其對再熱器溫度的影響，只要整個序列整體上會造成再熱器溫度下降即可。例如，假設圖