基于火电厂DCS数据的回转式空气预热器运行性能评价及其预测

摘要

空气预热器是火力发电厂中的一个重要设备，起到降低排烟温度，提高锅炉燃烧效率的目的，研究空气预热器的热力性能具有十分重要的意义。空气预热器包括管式预热器和回转式预热器。本文主要研究了回转式预热器的运行性能。 回转式空气预热器广泛应用于电站锅炉，是重要的锅炉尾部受热面。目前，大多数电厂中都配备了DCS系统，具有集中监测、事故追忆、数据采集、数据储存等几种功能，利用该系统可以实现显示数据、事故报警、紧急保护等操作。但是目前的DCS系统只能显示简单的数据，并不能将这些数据结合在一起综合评价某个设备的性能，运行人员也只是根据经验和监测数据对设备的故障进行判断。所以，目前对综合监测模型的研究是各电厂优化运行迫切的要求。 本文以目前应用广泛的三分仓回转式空气预热器作为研究对象，在空气预热器设计计算的数学模型研究的基础上，结合电厂所使用的DCS系统中所采集的数据，建立了回转式空气预热器热力性能监测的物理模型和数学模型，并根据所建立的模型，使用Visual Basic语言编写了可视化的热力性能监测程序，程序中包括以下计算模块：理论换热量、实际换热量、烟气侧阻力、烟气露点温度、积灰平均厚度。通过该热力计算程序，可以根据空气预热器的现场运行数据对该空气预热器进行性能评价，还可以用于分析某个参数的变化对空气预热器的影响，预测空气预热器不正常运行状态的出现以及分析其原因。 文中以山东某电厂300MW机组三分仓回转式空气预热器为例，对程序进行了验证。选取机组负荷比较稳定的一段时间为监测时间，每隔一个小时记录一次数据作为一个工况，对该空气预热器进行了热力性能评价。通过程序计算得到了该空气预热器在监测时间内各工况的理论换热量和实际换热量，由于煤种和机组负荷维持稳定，所以理论换热量变化不大，而实际换热量，由于受运行参数和积灰的影响，变化较大。计算得到了烟气侧的阻力与烟气侧的进出口压差变化规律基本一致。根据监测结果还得到了各工况的灰污系数和平均积狄厚度的变化规律。在吹狄之后，灰污系数和平均积灰厚度都有所下降。文中还分析了煤种变化对空气预热器理论换热量的影响和过量空气系数变化对换热量和换热系数的影响。排烟温度是空气预热器烟气出口温度，作者还分析了排烟温度的影响因素。一次风率、煤种、给水温度、炉膛过量空气系数、空气预热器是影响排烟温度的最重要的几个因素。通过分析，作者给出了各因素对排烟温度的影响规律。空气预热器的漏风和积灰对排烟温度造成影响较大。 本课题的研究结果为指导空气预热器现场的可靠、稳定运行和提高锅炉机组效率提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号表

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

1绪论

1.1电站锅炉节能

1.2节能潜力分析

1.3国家政策与节能

2回转式空气预热器的研究与发展

2.1空气预热器概述

2.2回转式空气预热器的应用现状

2.3回转式空气预热器数学模型的研究现状

2.4空气预热器积灰的研究现状

2.4.1积灰概述

2.4.2受热面积灰污染增长的基本规律

2.5空气预热器的监测现状

2.5.1空气预热器监测的必要性

2.5.2监测技术的研究现状

2.6本课题的研究内容及意义

2.7本章小节

3回转式空气预热器监测的模型

3.1物理模型

3.1.1积灰

3.1.2漏风

3.1.3低温腐蚀

3.1.4内部温度分布

3.2数学模型

3.2.1理论换热量

3.2.2实际换热量

3.2.3烟气流量

3.2.4烟气焓值

3.2.5流动阻力

3.2.6平均积灰厚度

3.2.7灰污系数

3.2.8烟气露点温度

3.2.9漏风率

3.3本章小结

4空气预热器热力性能监测程序

4.1用户界面程序

4.2程序功能

4.3程序的使用

4.4预热器积灰的判断

4.5本章小结

5空气预热器热力性能监测程序的应用分析

5.1监测对象简介

5.2分析方法

5.3数据采集

5.4性能分析

5.4.1热力性能分析

5.4.2积灰分析

5.4.3阻力性能分析

5.4.4煤种对空气预热器换热性能的影响

5.4.5过量空气系数对空气预热器换热性能的影响

5.4.6排烟温度分析

5.5本章小节

6结论与展望

6.1结论

6.2本文研究的不足之处及展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文