电站锅炉受热面灰污状态在线监测分析研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着煤炭燃料价格的逐渐上涨，燃煤发电厂成本不断升高，国内外电力企业纷纷努力降低发电的成本，购进通常灰分高且灰熔点低，价格比较低的煤，往往由此带来的问题就是受热面严重的积灰结渣。目前，我国大机组燃用煤质多变，受热面几乎都存在不同程度积灰结渣。这种积灰结渣达到一定程度后会使传热热阻和烟道通风阻力增加，影响锅炉正常运行，降低锅炉热效率和增加机组煤耗，严重时将导致机组降负荷运行或者停机。因此预防和减轻锅炉受热面积灰结渣是确保机组安全经济运行的重大问题之一，要做到这一点，就必须关注监控系统的灰污状态监测参数，通过对这些参数的统计分析，探讨受热面灰污状态、积灰增长变化特征，预测某些煤种的沉积趋势，避免因为炉膛严重挂渣、掉渣等现象造成被迫停炉或其他相关运行事故。

2. 国内外研究现状分析

在火电厂运行过程当中，受热面积灰结渣作为影响锅炉受热面传热效果和锅炉效率的一个主要因素是众所周知的。因此对受热面进行吹灰操作作为提高系统可用率和提高锅炉运行经济性的重要手段在国外很早就引起了众多研究者的注意，由于国外起步早，投入大，目前发展出的结渣积灰监测方法一般主要分为直接监测和间接监测，直接监测包括：1采用热流计作为诊断传感器。主要适用于水冷壁的积灰结渣监测，用安装在水冷壁上的热流计表面的沾污过程模拟其附近水冷壁的沾污过程，根据结渣造成的热流变化反映于热流计对其进行监控诊断。2直接观察诊断。采用照相或摄像和图象处理技术，直接观察受热面的结渣沾污状况是炉膛可视化的一个重要目的，如采用在不同位置的红外成像相机直接测量计算水冷壁表面的辐射发射率，从而反映壁面的结渣状况。间接监测一般基于热工实时监测数据，而实时监测的数据都多种因素的干扰，如测量仪器、锅炉这一非线性耦合系统的特征、监测位置等，而剔除干扰、准确提取监测的热工参数的特征信息便是时序分析的基本任务。

测量仪表自动化程度不断提高，带动了电站监测系统的大量应用。这些监测系统在不同程度上起到了提高机组运行效率、防止事故发生、减轻运行人员工作强度等作用。少数发达国家已经开发出一些各具特色的灰污监测系统。这些系统从功能上基本可以分为两类，一类是针对炉膛水冷壁的灰污监测系统，另一类是针对对流和半对流半辐射受热面的灰污监测系统。目前对于参数的时序分析是基于电厂DCS系统的监测数据，在对流受热面灰污监测方面，建立了适用于各不同工况的基于热平衡原理的受热面积灰监测模型；对于尾部受热面，建立了基于烟气压差法的积灰监测模型；对于辐射受热面，采用人工神经网络法对锅炉炉膛的污染监测问题进行了研究，合理选择特征参数并以实际运行数据为训练样本建立了基于人工神经网络的电站锅炉受热面污染监测模型，采用BP算法对锅炉受热面灰污监测模型进行训练，从而实现了炉膛辐射受热面结渣的整体监测。

3. 研究的基本内容与计划

本课题以受热面积灰结渣参数为研究对象，通过对这些参数的统计分析，探讨受热面灰污状态、积灰增长变化特征，预测某些煤种的沉积趋势，避免因为炉膛严重挂渣、掉渣等现象造成被迫停炉或其他相关运行事故。具体内容有：采用某种合理的时序分析方法，对厂级监控系统的灰污状态监测参数进行科学的时序分析，准确提取监测参数的特征信息，探讨受热面灰污状态、积灰增长变化特征等，从而实现灰污状态的准确监测。并以锅炉某一受热面灰污在线监测数据分析为例，判定受热面的灰污状态。结合灰污增长的理论分析，验证所采用的时序分析方法对研究分析对象的适用性和可靠性。

3月1日起：

第1周：熟悉理解课题相关概念，熟悉相关统计软件操作原理；

4. 研究创新点

运用不断发展并已比较成熟的时间序列方法，使用功能强大的分析软件，对受热面积灰参数进行研究。这样的研究目前已经有比较良好的成果，本文就是在这样的基础上进行扩展。

研究完成后，通过此法可以预测各工况下受热面清洁时的吸热量，同时计算相应工况的实际吸热量，最终求得该受热面的灰污特征参数，该灰污特征参数可以有效的反映受热面的积灰结渣程度。将之运用于优化吹灰操作，必将提高火力发电厂的经济效益。