一、技術(shù)名稱：鍋爐智能吹灰優(yōu)化與在線結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)
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(shù)相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：
在電站及工業(yè)鍋爐運(yùn)行中，鍋爐結(jié)渣、積灰是個長期存在的問題。由于缺乏 科學(xué)的監(jiān)測方法指導(dǎo)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(yù)器進(jìn)行吹灰，導(dǎo)致吹灰頻次不合理，“四管”局部污染和磨損嚴(yán)重及 結(jié)焦，從而造成吹灰汽源浪費(fèi)、鍋爐效率降低，并給鍋爐的安全和可靠運(yùn)行帶來 很大隱患。鍋爐結(jié)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?化、煤耗增加，降低鍋爐的熱經(jīng)濟(jì)性，還可能造成煙氣通道的堵塞，影響鍋爐的 安全運(yùn)行，嚴(yán)重時會發(fā)生設(shè)備損壞、人身傷害事故，對鍋爐運(yùn)行危害嚴(yán)重。
四、技術(shù)內(nèi)容：
1.技術(shù)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(yù)器污染程度進(jìn)行量化處理和圖像轉(zhuǎn)換，顯示實(shí)時參考畫面和污染數(shù)據(jù)，并根據(jù)臨界污染因子及機(jī)組運(yùn)行狀況提出吹灰優(yōu)化策略，實(shí)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(jié)合，并具有鎖氣清灰和煤質(zhì)在線調(diào)整功能。同時在此基礎(chǔ) 上，采用有限元法研究膜式水冷壁特點(diǎn)，根據(jù)熱力系統(tǒng)狀態(tài)空間原理和主導(dǎo)因素
原理，建立鍋爐、主要輔助系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行模型，開發(fā)爐膛結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)、高 溫區(qū)金屬超溫預(yù)警系統(tǒng)，建立結(jié)焦預(yù)警、超溫預(yù)警控制數(shù)據(jù)庫和鍋爐爐膛及高溫 區(qū)結(jié)焦動態(tài)模型，可視化地在線顯示爐內(nèi)狀態(tài)和結(jié)焦過程。
2.關(guān)鍵技術(shù)
在鍋爐各受熱面污染在線監(jiān)測的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行操作指導(dǎo)與閉環(huán) 反饋監(jiān)測控制相結(jié)合的智能吹灰運(yùn)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(diǎn)，建立鍋爐、主要輔助系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行模型，開 發(fā)爐膛結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)、高溫區(qū)金屬超溫預(yù)警系統(tǒng)，建立結(jié)焦預(yù)警、超溫預(yù)警控制 數(shù)據(jù) 庫和鍋爐爐膛及高溫區(qū)結(jié)焦動態(tài)模型，可視化地展示爐內(nèi)狀態(tài)和結(jié)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(yùn)行防結(jié)焦經(jīng) 驗(yàn)管理模型。
3.工藝流程
（1）配置系統(tǒng)專用服務(wù)器 （2）確定和安裝新增測點(diǎn)。 （3）安裝調(diào)試“四 管”污染監(jiān)測系統(tǒng)軟件和基礎(chǔ)平臺 （4）建立基于膜式水冷壁背面溫度測量的結(jié) 焦預(yù)警模塊 （5）建立調(diào)試積灰污染潔凈因子計算相關(guān)模塊 （6）建立調(diào)試鍋爐 性能監(jiān)測和預(yù)警監(jiān)測相關(guān)模塊 （7）建立調(diào)試在線調(diào)整煤種功能模塊 （8）鍋爐 “四管”吹灰敏感性試驗(yàn) （9）爐膛積灰積渣特性試驗(yàn) （10）進(jìn)行吹灰蒸汽壓 力對吹灰性能的影響試驗(yàn) （11）積灰特性試驗(yàn)和吹灰強(qiáng)度及頻次試驗(yàn) （12）搭 建爐膛結(jié)焦預(yù)警畫面 （13）制定吹灰優(yōu)化和結(jié)焦預(yù)警、超溫預(yù)警策略 （14）閉 環(huán)運(yùn)行試驗(yàn)和預(yù)警試驗(yàn) （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(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)流程圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)：
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(yù)計每年可減少結(jié)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(jié)焦嚴(yán)重塌焦滅火事故的發(fā)生。
六、技術(shù)應(yīng)用情況：
2008 年通過山東省科學(xué)技術(shù)廳組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定，鑒定結(jié)論為“本 項目在電站鍋爐智能吹灰優(yōu)化研究與應(yīng)用效果方面達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平”。該技術(shù) 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(tuán)近百臺 機(jī)組實(shí)施了節(jié)能改造，其中300MW以上機(jī)組40多臺，占目前國內(nèi)火電機(jī)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(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電有限責(zé)任公司
1） 華電鄒縣發(fā)電有限公司。建設(shè)規(guī)模：1000MW 機(jī)組#7 鍋爐“鍋爐智能吹 灰優(yōu)化與結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)”節(jié)能技術(shù)改造。主要技改內(nèi)容：新增測點(diǎn)24個，新增1套采集器、1臺套服務(wù)器、1臺工控機(jī)和1套顯示器，建立數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，建立優(yōu)化吹灰優(yōu)化和結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)。 節(jié)能技改投資額約180萬元， 建設(shè)期8個月。年綜合節(jié)能量13600tce，年綜合經(jīng)濟(jì)效益1000余萬元，投資回收期4個月。
2）內(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電有限責(zé)任公司。建設(shè)規(guī)模：600MW機(jī)組#6鍋爐 “智能吹灰優(yōu)化與在線結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)”節(jié)能技術(shù)改造。主要技改內(nèi)容：新增1套采集器、1臺套服務(wù)器、1臺工控機(jī)和1套顯示器，并建立數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，建 立吹灰優(yōu)化和結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額150萬元，建設(shè)期9個月。年綜合節(jié)能量7000tce，年綜合經(jīng)濟(jì)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(shí)施本項目改造的鍋爐約有1000多套，預(yù)計到2015年可改造其中 的30％（約350套），達(dá)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(shù)相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：
在電站及工業(yè)鍋爐運(yùn)行中，鍋爐結(jié)渣、積灰是個長期存在的問題。由于缺乏 科學(xué)的監(jiān)測方法指導(dǎo)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(yù)器進(jìn)行吹灰，導(dǎo)致吹灰頻次不合理，“四管”局部污染和磨損嚴(yán)重及 結(jié)焦，從而造成吹灰汽源浪費(fèi)、鍋爐效率降低，并給鍋爐的安全和可靠運(yùn)行帶來 很大隱患。鍋爐結(jié)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?化、煤耗增加，降低鍋爐的熱經(jīng)濟(jì)性，還可能造成煙氣通道的堵塞，影響鍋爐的 安全運(yùn)行，嚴(yán)重時會發(fā)生設(shè)備損壞、人身傷害事故，對鍋爐運(yùn)行危害嚴(yán)重。
四、技術(shù)內(nèi)容：
1.技術(shù)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(yù)器污染程度進(jìn)行量化處理和圖像轉(zhuǎn)換，顯示實(shí)時參考畫面和污染數(shù)據(jù)，并根據(jù)臨界污染因子及機(jī)組運(yùn)行狀況提出吹灰優(yōu)化策略，實(shí)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(jié)合，并具有鎖氣清灰和煤質(zhì)在線調(diào)整功能。同時在此基礎(chǔ) 上，采用有限元法研究膜式水冷壁特點(diǎn)，根據(jù)熱力系統(tǒng)狀態(tài)空間原理和主導(dǎo)因素
原理，建立鍋爐、主要輔助系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行模型，開發(fā)爐膛結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)、高 溫區(qū)金屬超溫預(yù)警系統(tǒng)，建立結(jié)焦預(yù)警、超溫預(yù)警控制數(shù)據(jù)庫和鍋爐爐膛及高溫 區(qū)結(jié)焦動態(tài)模型，可視化地在線顯示爐內(nèi)狀態(tài)和結(jié)焦過程。
2.關(guān)鍵技術(shù)
在鍋爐各受熱面污染在線監(jiān)測的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行操作指導(dǎo)與閉環(huán) 反饋監(jiān)測控制相結(jié)合的智能吹灰運(yùn)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(diǎn)，建立鍋爐、主要輔助系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行模型，開 發(fā)爐膛結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)、高溫區(qū)金屬超溫預(yù)警系統(tǒng)，建立結(jié)焦預(yù)警、超溫預(yù)警控制 數(shù)據(jù) 庫和鍋爐爐膛及高溫區(qū)結(jié)焦動態(tài)模型，可視化地展示爐內(nèi)狀態(tài)和結(jié)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(yùn)行防結(jié)焦經(jīng) 驗(yàn)管理模型。
3.工藝流程
（1）配置系統(tǒng)專用服務(wù)器 （2）確定和安裝新增測點(diǎn)。 （3）安裝調(diào)試“四 管”污染監(jiān)測系統(tǒng)軟件和基礎(chǔ)平臺 （4）建立基于膜式水冷壁背面溫度測量的結(jié) 焦預(yù)警模塊 （5）建立調(diào)試積灰污染潔凈因子計算相關(guān)模塊 （6）建立調(diào)試鍋爐 性能監(jiān)測和預(yù)警監(jiān)測相關(guān)模塊 （7）建立調(diào)試在線調(diào)整煤種功能模塊 （8）鍋爐 “四管”吹灰敏感性試驗(yàn) （9）爐膛積灰積渣特性試驗(yàn) （10）進(jìn)行吹灰蒸汽壓 力對吹灰性能的影響試驗(yàn) （11）積灰特性試驗(yàn)和吹灰強(qiáng)度及頻次試驗(yàn) （12）搭 建爐膛結(jié)焦預(yù)警畫面 （13）制定吹灰優(yōu)化和結(jié)焦預(yù)警、超溫預(yù)警策略 （14）閉 環(huán)運(yùn)行試驗(yàn)和預(yù)警試驗(yàn) （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(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)流程圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)：
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(yù)計每年可減少結(jié)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(jié)焦嚴(yán)重塌焦滅火事故的發(fā)生。
六、技術(shù)應(yīng)用情況：
2008 年通過山東省科學(xué)技術(shù)廳組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定，鑒定結(jié)論為“本 項目在電站鍋爐智能吹灰優(yōu)化研究與應(yīng)用效果方面達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平”。該技術(shù) 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(tuán)近百臺 機(jī)組實(shí)施了節(jié)能改造，其中300MW以上機(jī)組40多臺，占目前國內(nèi)火電機(jī)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(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電有限責(zé)任公司
1） 華電鄒縣發(fā)電有限公司。建設(shè)規(guī)模：1000MW 機(jī)組#7 鍋爐“鍋爐智能吹 灰優(yōu)化與結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)”節(jié)能技術(shù)改造。主要技改內(nèi)容：新增測點(diǎn)24個，新增1套采集器、1臺套服務(wù)器、1臺工控機(jī)和1套顯示器，建立數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，建立優(yōu)化吹灰優(yōu)化和結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)。 節(jié)能技改投資額約180萬元， 建設(shè)期8個月。年綜合節(jié)能量13600tce，年綜合經(jīng)濟(jì)效益1000余萬元，投資回收期4個月。
2）內(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電有限責(zé)任公司。建設(shè)規(guī)模：600MW機(jī)組#6鍋爐 “智能吹灰優(yōu)化與在線結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)”節(jié)能技術(shù)改造。主要技改內(nèi)容：新增1套采集器、1臺套服務(wù)器、1臺工控機(jī)和1套顯示器，并建立數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，建 立吹灰優(yōu)化和結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額150萬元，建設(shè)期9個月。年綜合節(jié)能量7000tce，年綜合經(jīng)濟(jì)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(shí)施本項目改造的鍋爐約有1000多套，預(yù)計到2015年可改造其中 的30％（約350套），達(dá)到350萬tce/a的節(jié)能能力。
