一、技術名稱：鍋爐只能吹灰優(yōu)化與在線結焦預警系統(tǒng)技術
二、適用范圍：電力、鋼鐵、化工等行業(yè)工業(yè)鍋爐
三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：
在電站及工業(yè)鍋爐運行中，鍋爐結渣、積灰是個長期存在的問題。由于缺乏科學的監(jiān)測方法指導鍋爐水冷璧、再熱器、過熱器、省煤器“四管”及省煤器后部煙道空預器進行吹灰，導致吹灰頻次不合理，“四管”局部污染和磨損嚴重及結焦，從而造成吹灰汽源浪費、鍋爐效率降低，并給鍋爐的安全和可靠運行帶來很大隱患。鍋爐結渣、積灰不但增加了鍋爐受熱面的傳熱阻力，使受熱面?zhèn)鳠釔夯⒚汉脑黾?，降低鍋爐的熱經濟性，還可能造成煙氣通道的堵塞，影響鍋爐的安全運行，嚴重時會發(fā)生設備損壞、人身傷害事故，對鍋爐運行危害嚴重。
四、技術內容：
1、技術原理
將鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器“四管”及省煤器后尾部煙道、空預器污染程度進行量化處理和圖像轉換，顯示實時參考畫面和污染數(shù)據，并根據臨界污染因子及機組運行狀況提出吹灰優(yōu)化策略，實現(xiàn)污染監(jiān)測與智能吹灰優(yōu)化閉環(huán)反饋監(jiān)測控制相結合，并具有鎖氣清灰和煤質在線調整功能。同時在此基礎上，采用有限元法研究膜式水冷壁特點，根據熱力系統(tǒng)狀態(tài)空間原理和主導因素原理，建立鍋爐、主要輔助系統(tǒng)及
設備的運行模型，開發(fā)爐膛結焦預警系統(tǒng)、高溫區(qū)金屬超溫預警系統(tǒng)，建立結焦預警、超溫預警控制數(shù)據庫和鍋爐爐膛及高溫區(qū)結焦動態(tài)模型，可視化地在線顯示爐內狀態(tài)和結焦過程。
2、關鍵技術
在鍋爐各受熱面污染在線監(jiān)測的基礎上，實現(xiàn)系統(tǒng)開環(huán)運行操作指導與閉環(huán)反饋監(jiān)測控制相結合的智能吹灰運行模式，降低排煙溫度，提高鍋爐效率；采用有限元法研究膜式水冷壁特點，建立鍋爐、主要輔助系統(tǒng)及設備的運行模型，開發(fā)爐膛結焦預警系統(tǒng)、高溫區(qū)金屬超溫預警系統(tǒng)，建立結焦預警、超溫預警控制數(shù)據庫和鍋爐爐膛及高溫區(qū)結焦動態(tài)模型，可視化地展示爐內狀態(tài)和結焦過程；配合建立燃料管理系統(tǒng)、制粉優(yōu)化監(jiān)測系統(tǒng)、燃燒優(yōu)化系統(tǒng)和鍋爐運行防結焦經驗管理模型。
3、工藝流程
（1）配置系統(tǒng)專用服務器污染監(jiān)測系統(tǒng)軟件和基礎平臺（2）確定和安裝新增測點（3）安裝調試“四管”（4）建立基于膜式水冷壁背面溫度測量的結焦預警模塊 (5）建立調試積灰污染潔凈因子計算相關模塊（6）建立調試鍋爐性 能監(jiān)測和預警監(jiān)測相關模塊（7）建立調試在線調整煤種功能模塊（8）鍋爐“四管”吹灰敏感性試驗（9）爐膛積灰積渣特性試驗（10）進行吹灰蒸汽壓力對吹灰性能的影響試驗 （11）積灰特性試驗和吹灰強度及頻次試驗（12）搭建爐膛結焦預警畫面（13）制定吹灰優(yōu)化和結焦預警、超溫預警策略（14）閉環(huán)運行試驗和預警試驗（15）與 SIS 系統(tǒng)對接。
圖 1 電站鍋爐智能吹灰優(yōu)化與在線結焦預警系統(tǒng)流程圖
五、主要技術指標：
可使電站鍋爐排煙溫度下降 3～6℃，鍋爐效率提高 0.2％～0.5％。按需吹灰比定時吹灰可減少吹灰頻次 1/2～2/3，預計每年可減少結焦次數(shù) 3～5 次，發(fā)電煤耗降低0.5～1.5g/kWh。同時，再熱氣溫度得到有效控制，降低鍋爐循環(huán)倍率，提高再熱器溫度或避免再熱器超溫，避免因結焦嚴重塌焦滅火事故的發(fā)生。
六、技術應用情況：
2008 年通過山東省科學技術廳組織的科學技術成果鑒定，鑒定結論為“本項目在電站鍋爐智能吹灰優(yōu)化研究與應用效果方面達到國內領先水平”。該技術目前已在華電、國電、大唐、華能、中電投、國投、河北省投等電力集團近百臺機組實施了節(jié)能改造，其中 300MW 以上機組 40 多臺，占目前國內火電機組總量的近 8％。
七、典型用戶及投資效益：
典型用戶：華電鄒縣發(fā)電有限公司，內蒙古大唐托克托發(fā)電有限責任公司
1）華電鄒縣發(fā)電有限公司。建設規(guī)模：1000MW 機組#7 鍋爐“鍋爐智能吹灰優(yōu)化與結焦預警系統(tǒng)”節(jié)能技術改造。主要技改內容：新增測點 24 個，新增 1 套采集器、1臺套服務器、1 臺工控機和 1 套顯示器，建立數(shù)據采集和傳輸系統(tǒng)，建立優(yōu)化吹灰優(yōu)化和結焦預警系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額約 180 萬元，建設期 8 個月。年綜合節(jié)能量 13600tce，年綜合經濟效益 1000 余萬元，投資回收期 4 個月。
2）內蒙古大唐托克托發(fā)電有限責任公司。建設規(guī)模：600MW 機組#6 鍋爐“智能吹灰優(yōu)化與在線結焦預警系統(tǒng)”節(jié)能技術改造。主要技改內容：新增 1 套采集器、1 臺套服務器、1 臺工控機和 1 套顯示器，并建立數(shù)據采集和傳輸系統(tǒng)，建立吹灰優(yōu)化和結焦預警系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額 150 萬元，建設期 9 個月。年綜合節(jié)能量 7000tce，年綜合經濟效益 560 余萬元，投資回收期 4 個月。
八、推廣前景和節(jié)能潛力：
目前需要實施本項目改造的鍋爐約有 1000 多套，預計到 2015 年可改造其中的 30％（約 350 套），達到 350 萬 tce/a 的節(jié)能能力。
二、適用范圍：電力、鋼鐵、化工等行業(yè)工業(yè)鍋爐
三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：
在電站及工業(yè)鍋爐運行中，鍋爐結渣、積灰是個長期存在的問題。由于缺乏科學的監(jiān)測方法指導鍋爐水冷璧、再熱器、過熱器、省煤器“四管”及省煤器后部煙道空預器進行吹灰，導致吹灰頻次不合理，“四管”局部污染和磨損嚴重及結焦，從而造成吹灰汽源浪費、鍋爐效率降低，并給鍋爐的安全和可靠運行帶來很大隱患。鍋爐結渣、積灰不但增加了鍋爐受熱面的傳熱阻力，使受熱面?zhèn)鳠釔夯⒚汉脑黾?，降低鍋爐的熱經濟性，還可能造成煙氣通道的堵塞，影響鍋爐的安全運行，嚴重時會發(fā)生設備損壞、人身傷害事故，對鍋爐運行危害嚴重。
四、技術內容：
1、技術原理
將鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器“四管”及省煤器后尾部煙道、空預器污染程度進行量化處理和圖像轉換，顯示實時參考畫面和污染數(shù)據，并根據臨界污染因子及機組運行狀況提出吹灰優(yōu)化策略，實現(xiàn)污染監(jiān)測與智能吹灰優(yōu)化閉環(huán)反饋監(jiān)測控制相結合，并具有鎖氣清灰和煤質在線調整功能。同時在此基礎上，采用有限元法研究膜式水冷壁特點，根據熱力系統(tǒng)狀態(tài)空間原理和主導因素原理，建立鍋爐、主要輔助系統(tǒng)及
設備的運行模型，開發(fā)爐膛結焦預警系統(tǒng)、高溫區(qū)金屬超溫預警系統(tǒng)，建立結焦預警、超溫預警控制數(shù)據庫和鍋爐爐膛及高溫區(qū)結焦動態(tài)模型，可視化地在線顯示爐內狀態(tài)和結焦過程。
2、關鍵技術
在鍋爐各受熱面污染在線監(jiān)測的基礎上，實現(xiàn)系統(tǒng)開環(huán)運行操作指導與閉環(huán)反饋監(jiān)測控制相結合的智能吹灰運行模式，降低排煙溫度，提高鍋爐效率；采用有限元法研究膜式水冷壁特點，建立鍋爐、主要輔助系統(tǒng)及設備的運行模型，開發(fā)爐膛結焦預警系統(tǒng)、高溫區(qū)金屬超溫預警系統(tǒng)，建立結焦預警、超溫預警控制數(shù)據庫和鍋爐爐膛及高溫區(qū)結焦動態(tài)模型，可視化地展示爐內狀態(tài)和結焦過程；配合建立燃料管理系統(tǒng)、制粉優(yōu)化監(jiān)測系統(tǒng)、燃燒優(yōu)化系統(tǒng)和鍋爐運行防結焦經驗管理模型。
3、工藝流程
（1）配置系統(tǒng)專用服務器污染監(jiān)測系統(tǒng)軟件和基礎平臺（2）確定和安裝新增測點（3）安裝調試“四管”（4）建立基于膜式水冷壁背面溫度測量的結焦預警模塊 (5）建立調試積灰污染潔凈因子計算相關模塊（6）建立調試鍋爐性 能監(jiān)測和預警監(jiān)測相關模塊（7）建立調試在線調整煤種功能模塊（8）鍋爐“四管”吹灰敏感性試驗（9）爐膛積灰積渣特性試驗（10）進行吹灰蒸汽壓力對吹灰性能的影響試驗 （11）積灰特性試驗和吹灰強度及頻次試驗（12）搭建爐膛結焦預警畫面（13）制定吹灰優(yōu)化和結焦預警、超溫預警策略（14）閉環(huán)運行試驗和預警試驗（15）與 SIS 系統(tǒng)對接。
圖 1 電站鍋爐智能吹灰優(yōu)化與在線結焦預警系統(tǒng)流程圖
五、主要技術指標：
可使電站鍋爐排煙溫度下降 3～6℃，鍋爐效率提高 0.2％～0.5％。按需吹灰比定時吹灰可減少吹灰頻次 1/2～2/3，預計每年可減少結焦次數(shù) 3～5 次，發(fā)電煤耗降低0.5～1.5g/kWh。同時，再熱氣溫度得到有效控制，降低鍋爐循環(huán)倍率，提高再熱器溫度或避免再熱器超溫，避免因結焦嚴重塌焦滅火事故的發(fā)生。
六、技術應用情況：
2008 年通過山東省科學技術廳組織的科學技術成果鑒定，鑒定結論為“本項目在電站鍋爐智能吹灰優(yōu)化研究與應用效果方面達到國內領先水平”。該技術目前已在華電、國電、大唐、華能、中電投、國投、河北省投等電力集團近百臺機組實施了節(jié)能改造，其中 300MW 以上機組 40 多臺，占目前國內火電機組總量的近 8％。
七、典型用戶及投資效益：
典型用戶：華電鄒縣發(fā)電有限公司，內蒙古大唐托克托發(fā)電有限責任公司
1）華電鄒縣發(fā)電有限公司。建設規(guī)模：1000MW 機組#7 鍋爐“鍋爐智能吹灰優(yōu)化與結焦預警系統(tǒng)”節(jié)能技術改造。主要技改內容：新增測點 24 個，新增 1 套采集器、1臺套服務器、1 臺工控機和 1 套顯示器，建立數(shù)據采集和傳輸系統(tǒng)，建立優(yōu)化吹灰優(yōu)化和結焦預警系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額約 180 萬元，建設期 8 個月。年綜合節(jié)能量 13600tce，年綜合經濟效益 1000 余萬元，投資回收期 4 個月。
2）內蒙古大唐托克托發(fā)電有限責任公司。建設規(guī)模：600MW 機組#6 鍋爐“智能吹灰優(yōu)化與在線結焦預警系統(tǒng)”節(jié)能技術改造。主要技改內容：新增 1 套采集器、1 臺套服務器、1 臺工控機和 1 套顯示器，并建立數(shù)據采集和傳輸系統(tǒng)，建立吹灰優(yōu)化和結焦預警系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額 150 萬元，建設期 9 個月。年綜合節(jié)能量 7000tce，年綜合經濟效益 560 余萬元，投資回收期 4 個月。
八、推廣前景和節(jié)能潛力：
目前需要實施本項目改造的鍋爐約有 1000 多套，預計到 2015 年可改造其中的 30％（約 350 套），達到 350 萬 tce/a 的節(jié)能能力。
