【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锅炉，尤其涉及一种基于受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统及方法。
技术介绍
1、燃煤锅炉使用的燃料含有一定比例的灰分，燃烧后产生大量灰尘颗粒物，容易沉积在锅炉各级受热面上，引起积灰，使换热效果变差、烟气阻力增加。因此，为了保证锅炉经济安全运行，一般情况下，水冷壁、过热器、再热器和省煤器等受热面都布置有吹灰器。
2、通常，锅炉吹灰器的运行方式是人为定时启动，对于高灰分燃料、积灰情况严重的锅炉，吹灰频次较高，可能一天吹灰数次；对于低灰分燃料，吹灰频次降低，可能每天1次或数天1次。
3、然而，这种人为定时启动的吹灰方式存在很大问题，不能根据受热面的积灰状态进行按需吹灰；同时，由于吹灰器介质通常为高压蒸汽或压缩空气，耗费能源，如果吹灰频次过高，会造成能源和成本的浪费，又容易吹损受热面；如果吹灰频次过低，则影响受热面传热性能，进而降低锅炉效率。
4、为此，一些研究者对吹灰运行逻辑进行了优化。如cn113847611提供了一种基于炉膛内壁温在线监测的智能吹灰系统，通过壁温监测和耐高温回转式测枪相结合，构建炉膛受热面结渣程度与炉内壁温的数学模型，反演获得不同炉膛位置结渣厚度，从而控制对应位置墙式吹灰器运行，实现精准吹灰。该专利主要用在高温的炉膛区域，对于尾部受热面温度较低场景的适用性较差；同时，仅靠壁温监测单一数据，准确性有待提高。类似的，cn201910975116.x、cn103759277a、cn201610778234.8等专利也提出了各种智能吹灰逻辑，主要的核心思想是通过计算受热面
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统及方法。
2、这种受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，包括：吹灰器，换热管前后的受热面上下游设有进出口压力测点，吹灰器设于受热面的上游，受热面上吹灰器的下游处设有数排换热管，最接近受热面上游的一排的数排换热管的上有表面设有积灰感知测温点；
3、积灰感知测温点包括集热块和热电偶，集热块焊接固定在换热管表面，集热块和换热管材质相同；数个热电偶的端部并排安装在集热块上；热电偶包括直型热电偶和l型热电偶；直型热电偶的一端设于集热块内，l型热电偶连接集热块的一端存在垂直于集热块表面的弯折段，数个l型热电偶的弯折段端部伸出集热块以上的长度不同。
4、作为优选，集热块表面开设有集热块开槽，热电偶的端部并排安装在集热块开槽内，l型热电偶的弯折段从集热块开槽内伸出。
5、作为优选，集热块开槽内，热电偶的上方设有集热块盖板，集热块盖板两侧分别固定在集热块开槽的内壁，集热块盖板和集热块盖板的外表面齐平，拼接形成圆弧形表面。
6、作为优选，换热管轴向上集热块盖板的长度小于集热块开槽的长度，用于供l型热电偶伸出。
7、作为优选，换热管轴向上，集热块的横截面呈扇环形，集热块内径和换热管一致，集热块厚度为6-8mm，轴向长度为40-80mm，扇环形的圆心角θ为60-90°。
8、这种受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统的使用方法，包括以下步骤：
9、步骤一、在锅炉受热面上安装进出口压力测点，在换热管上安装积灰感知测温点，对受热面压差和积灰感知测温点的热电偶温度信号进行连续采样，并记录对应的受热面积灰程度，将数据接入锅炉的集散控制系统中；
10、步骤二、根据步骤一得到的数据，建立受热面压差δp和积灰感知测温点上数个热电偶温度与受热面积灰程度定量指标a的数学模型；
11、步骤三、基于步骤二得到的数学模型，输入受热面压差δp和积灰感知测温点上数个热电偶温度的实时数据，得到对应的受热面积灰程度定量指标a；a的计算公式为
12、a＝cap+dat
13、其中，ap为积灰导致受热面阻力增大的指数，at为受热面积灰厚度指数，c和d均为0-1范围内的常数，且c+d＝1，a≥1；
14、步骤四、当受热面积灰程度a高于某一高阈值时，吹灰器进行持续吹灰；
15、步骤五、当受热面积灰程度a降至某一低阈值时，吹灰器停止吹灰。
16、作为优选，进出口压力测点包括受热面入口压力测点和受热面出口压力测点，分别设于换热管前后的受热面上下游，受热面压差δp为受热面入口压力测点和受热面出口压力测点检测得到的压力值的差值，得到积灰导致受热面阻力增大的指标ap，
17、ap＝δp/δp0
18、式中，δp0为受热面清洁状态下的压差，积灰后阻力增大，ap≥1。
19、作为优选，根据积灰感知测温点上数个热电偶温度，得到受热面积灰厚度指数at，当热电偶包括一个直型热电偶和两个l型热电偶时，at的计算公式为
20、at＝a(t2,0-t1,0)/(t2-t1)+b(t3,0-t1,0)/(t3-t1)
21、式中，t1,0、t2,0和t3,0分别为清洁状态下的直型热电偶和两个l型热电偶的温度，a和b均为0-1范围内的常数，且a+b＝1，at≥1。
22、本专利技术的有益效果是：
23、1)本专利技术采用受热面压差和积灰感知测温点为积灰程度判定计算的依据，得到积灰导致受热面阻力增大的指标和受热面积灰厚度指标，由于温度及压力等数据容易测量，精度高，因此比现有技术中单一判定指标依据的准确性高。
24、2)本专利技术中提出的系统，结构简单，只需要在受热面上下游设置进出口压力测点，在换热管前侧设置积灰感知测温点即可实施，改造工作小，便于运用于现有的燃煤锅炉受热面。
25、3)本专利技术通过对受热面积灰程度定量指标a设置高低阈值，实现了按需吹灰、精准吹灰，既防止了过度吹灰造成的介质浪费和受热面损伤，又避免了积灰严重导致锅炉效率降低。
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1.一种受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，包括：吹灰器，换热管前后的受热面上下游设有进出口压力测点，吹灰器设于受热面的上游，受热面上吹灰器的下游处设有数排换热管，最接近受热面上游的一排的数排换热管的上有表面设有积灰感知测温点；
2.根据权利要求1所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，集热块表面开设有集热块开槽，热电偶的端部并排安装在集热块开槽内，L型热电偶的弯折段从集热块开槽内伸出。
3.根据权利要求2所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，集热块开槽内，热电偶的上方设有集热块盖板，集热块盖板两侧分别固定在集热块开槽的内壁，集热块盖板和集热块盖板的外表面齐平，拼接形成圆弧形表面。
4.根据权利要求3所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，换热管轴向上集热块盖板的长度小于集热块开槽的长度，用于供L型热电偶伸出。
5.根据权利要求1所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，换热管轴向上，集热块的横截面呈扇环形，集热块内径和换热管一致，集热块厚度为6-8mm，
6.如权利要求1至5中任一所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统的使用方法，其特征在于，进出口压力测点包括受热面入口压力测点和受热面出口压力测点，分别设于换热管前后的受热面上下游，受热面压差ΔP为受热面入口压力测点和受热面出口压力测点检测得到的压力值的差值，得到积灰导致受热面阻力增大的指标Ap，
8.根据权利要求6所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统的使用方法，其特征在于，根据积灰感知测温点上数个热电偶温度，得到受热面积灰厚度指标At，当热电偶包括一个直型热电偶和两个L型热电偶时，At的计算公式为
...【技术特征摘要】
1.一种受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，包括：吹灰器，换热管前后的受热面上下游设有进出口压力测点，吹灰器设于受热面的上游，受热面上吹灰器的下游处设有数排换热管，最接近受热面上游的一排的数排换热管的上有表面设有积灰感知测温点；
2.根据权利要求1所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，集热块表面开设有集热块开槽，热电偶的端部并排安装在集热块开槽内，l型热电偶的弯折段从集热块开槽内伸出。
3.根据权利要求2所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，集热块开槽内，热电偶的上方设有集热块盖板，集热块盖板两侧分别固定在集热块开槽的内壁，集热块盖板和集热块盖板的外表面齐平，拼接形成圆弧形表面。
4.根据权利要求3所述的受热面积灰状态动态感知的智能吹灰系统，其特征在于，换热管轴向上集热块盖板的长度小于集热块开槽的长度，用于供l型热电偶伸出。
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁忠华，李文华，鲍听，张光学，陈先托，陈是楠，周梵，楼玉民，赵宁宁，李望，
申请(专利权)人：浙江浙能温州发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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