超临界锅炉高温受热面屏间热偏差在线优化探究.pdfVIP

超临界锅炉高温受热面屏间热偏差在线优化研究 杨凯镟，丁士发 (上海发电设备成套设计研究院，上海200240) 摘要：本文研究依托壁温智能管理系统，开展末级过热器、再热器热偏差自寻最优研究。本文采用全局寻 优方法，根据当前的负荷、磨煤机组合、各燃烧器摆角及配风方式、末级过热器和再热器热偏差状况，对 运行状况进行优化评判，优化控制锅炉热偏差状况，从而降低管擘温度峰值，控制管壁高温区超温幅度和 超温日tfaj，进而减缓氧化皮的生成速度。使锅炉运行的安全性和经济性得到双重保证。本文研究成果已在 超临界600MW锅炉上得以应用。 关键词：锅炉高温受热面；屏间热偏差：在线优化：自寻最优 0前言 为了降低污染提高发电效率，超(超)临界发电技术已进入商业化应用阶段。目前我国 的发电机组已进入大容量、高参数的发展阶段，一批600MW、1000MW等级的超(超)临 界机组相继投运，虽然这些超(超)临界机组多数是国内企业制造的，但这些机组的设计技 术是从国外引进的，缺乏自主知识产权的产品，同时一些锅炉核心技术并没有转让。超(超) 临界机组仍存在一系列问题。 更高的蒸汽参数对电站锅炉的金属材料运行状况提出了更苛刻的要求，不仅要求金属有 较高的许用温度和较高的抗烟气侧氧化温度，同时也要具有较高的抗蒸汽侧氧化温度。运行 温度的提高加剧了过热器、再热器甚至包括联箱和管道等蒸汽通流部件的蒸汽侧氧化【1】【2】， 这将导致三种后果：氧化层的绝热作用引起金属超温；氧化层的剥落在弯头等处堵塞引起超 温爆管以及阀门泄漏；剥落的氧化物颗粒对汽机前级叶片的冲蚀。这些问题均会严重影响火 电机组的安全运行，同时氧化皮剥落损伤汽轮机通流部分会导致汽机效率下降，影响机组的 经济运行。蒸汽腐蚀问题会对电站锅炉、汽机以及热力系统的安全经济运行产生重大影响。 因此必须采用有效手段防止锅炉屏区出现的热偏差‘3】f4】【51。本文着重从优化运行的角度来解 决高温受热面超温爆管以及蒸汽腐蚀问题，通过在优化锅炉运行参数的同时控制锅炉高温受 热面热偏差，从而降低管壁温度峰值，控制管壁高温区超温幅度和超温时间，进而减缓氧化 皮的生成速度。 l研究目的 锅炉高温受热面屏间热偏差计算方法我国科技工作者进行了深入研究，在线分段模型也 得以成功应用H。本文依托于锅炉高温受热面的屏间热偏差计算理论，在其基础上，研究锅 炉不同运行条件下，高温受热面的屏间热偏差优化控制方法。锅炉高温受热面屏间热偏差在 线优化方式是通过一组可靠的锅炉运行参数来实现优化锅炉高温受热面的屏间热偏差。 在线优化的意义在于在锅炉运行过程中，能够根据锅炉实际运行情况，尤其是高温受热 面屏间热偏差大的工作状态，能够提供运行人员一组可靠的锅炉运行参数，使锅炉高温受热 面的屏间热偏差降低。 2锅炉高温受热面屏间热偏差在线优化研究 2．1高温受热面屏间热偏差在线优化目标 高温受热面屏间热偏差在线优化主要目标：根据当前负荷、磨煤机组合，寻找最优工况。 最优工况中末级过热器热偏差系数、末级再热器热偏差系数、锅炉运行方式整体最优并能稳 定再现。 高温受热面屏间热偏差系数优的标准：末级过热器热偏差曲线整体平坦，并向均值1 靠近，方差较小，无异常凸跳点。 锅炉运行方式优的标准：锅炉同一层上不同角度的风门开度一致，锅炉各位置风门在连 续工况时间内保持稳定。 锅炉运行稳定再现的标准：在一个工况时间内锅炉高温受热面屏间热偏差系数稳定，锅 炉运行方式稳定。 本文高温受热面研究包括两级受热面：末级过热器、末级再热器。 2．2锅炉高温受热面屏间热偏差在线优化研究 锅炉高温受热面屏间热偏差在线优化理论分为两个环节：一、自动寻找任意条件下的最 优热偏差工况并存放到最优工况表中；二、根据实时工况数据，从最优工况表自动匹配相同 参数下的最优工况。 (1)建立高温受热面屏间热偏差评价函数 末级过热器(82片屏)的屏间热偏差系数评价函数： 旦8282 r／)(k=1，2，．．) TPwh伽一MG=∑(互一1)2+Ji}木(喈王一m川in 互为末级过热器第f片屏的热偏差系数，后为权重系数。末级过热器屏间热偏差曲线评 价函数值越小，代表热偏差曲线越优，对于末级过热器管屏的安全性越高。 末级再