用于化石燃料鍋爐的控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及化石燃料鍋爐領(lǐng)域，更具體地，涉及用于包括吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制方法和控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于化石燃料鍋爐，例如火力發(fā)電鍋爐，在化石燃料例如動(dòng)力用煤的質(zhì)量偏劣的情況下，容易形成受熱面的沾污、積灰、腐蝕和磨損等。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)設(shè)置吹灰裝置來(lái)解決上述情況。參照?qǐng)D13的示意圖，其示出了火力發(fā)電鍋爐的示例結(jié)構(gòu)。其中，鍋爐包括爐膛、位于爐膛頂部的屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、位于水平煙道中部并連接到汽輪機(jī)的高溫再熱器、低溫再熱器、低溫過(guò)熱器。爐膛四周可以設(shè)置有水冷壁，在水冷壁四周可以設(shè)置有若干個(gè)吹灰裝置(圖中未示出)。此外，屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過(guò)熱器內(nèi)可以設(shè)置若有干個(gè)吹灰裝置(圖中未示出)。
[0004]吹灰以消耗一定量的介質(zhì)和其它能量損失為代價(jià)換取受熱面的清潔，因而其運(yùn)行本身要消耗一定成本。例如，蒸汽吹灰的耗汽量一般占蒸汽總產(chǎn)量的1%，消耗鍋爐熱效率的0.7%，電廠效率的0.1%。吹灰一方面會(huì)增加受熱面的清潔度，提高受熱面的傳熱系數(shù)，增大鍋爐吸熱量，提高鍋爐熱效率；另一方面，他又會(huì)消耗一定品質(zhì)的蒸汽，排入煙道，使進(jìn)入汽輪機(jī)做功的能量份額降低，導(dǎo)致鍋爐的熱效率下降。此外，出于安全性的考慮，吹灰不及時(shí)將使得受熱面表面溫度升高，導(dǎo)致高溫腐蝕；過(guò)于頻繁的吹灰又將破壞管壁外的氧化膜保護(hù)層，使得磨損加大，管壁減薄，吹灰裝置的維修費(fèi)用加大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在當(dāng)前電廠實(shí)際操作中，吹灰器的運(yùn)行基本是由運(yùn)行人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，定時(shí)定程序進(jìn)行吹灰，因此存在一定的盲目性和不確定性，有可能導(dǎo)致吹灰不及時(shí)或者吹灰頻率過(guò)高，從而影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
[0006]在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0007]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于包括多個(gè)吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制方法。該方法包括基于歷史數(shù)據(jù)估計(jì)鍋爐的負(fù)荷上升時(shí)段的步驟。該方法還包括根據(jù)吹灰裝置對(duì)再熱器溫度的影響來(lái)確定至少一個(gè)吹灰裝置的步驟。其中，如果操作所確定的吹灰裝置進(jìn)行吹灰，將導(dǎo)致再熱器溫度下降。該方法還包括控制所確定的吹灰裝置在所估計(jì)的負(fù)荷上升時(shí)段進(jìn)行吹灰的步驟。
[0008]根據(jù)本公開的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于包括多個(gè)吹灰裝置的化石燃料鍋爐的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括估計(jì)裝置、確定裝置以及控制裝置。估計(jì)裝置用于基于歷史數(shù)據(jù)估計(jì)鍋爐的負(fù)荷上升時(shí)段。確定裝置用于根據(jù)吹灰裝置對(duì)再熱器溫度的影響，確定至少一個(gè)吹灰裝置。其中，如果操作所確定的吹灰裝置進(jìn)行吹灰，將導(dǎo)致再熱器溫度下降?？刂蒲b置用于控制所確定的吹灰裝置在所估計(jì)的負(fù)荷上升時(shí)段進(jìn)行吹灰。
[0009]通過(guò)公開實(shí)施例的方案，能夠有效地將再熱器溫度保持在期望的范圍內(nèi)。更具體地，通過(guò)在預(yù)期的負(fù)荷上升期進(jìn)行吹灰，能夠在減少使用再熱器噴水等溫度調(diào)節(jié)方式的情況下防止再熱器超溫，從而提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；另一方面，還避免了吹灰過(guò)程使再熱蒸器溫度低于期望值。
【附圖說(shuō)明】
[0010]本發(fā)明可以通過(guò)參考下文中結(jié)合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細(xì)說(shuō)明一起包含在本說(shuō)明書中并且形成本說(shuō)明書的一部分，而且用來(lái)進(jìn)一步舉例說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和解釋本發(fā)明的原理和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中:
[0011]圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的鍋爐控制方法的過(guò)程示例的流程圖；
[0012]圖2A和圖2B是示出不同吹灰裝置對(duì)再熱器的溫度影響的示例情況的柱狀圖；
[0013]圖3是示出鍋爐負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)的示例的曲線圖；
[0014]圖4是示出一個(gè)實(shí)施例中估計(jì)負(fù)荷上升時(shí)段的過(guò)程示例的流程圖；
[0015]圖5示出了負(fù)荷變化模型的示例；
[0016]圖6示出了負(fù)荷變化的歷史數(shù)據(jù)與負(fù)荷變化模型的匹配情況的示例；
[0017]圖7是示出一個(gè)實(shí)施例中估計(jì)負(fù)荷上升時(shí)段的過(guò)程示例的流程圖；
[0018]圖8示出了負(fù)荷變化的歷史數(shù)據(jù)與負(fù)荷變化模型的匹配次數(shù)的統(tǒng)計(jì)示例；
[0019]圖9是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于負(fù)荷變化模式匹配的過(guò)程示例的流程圖；
[0020]圖10是示出模式匹配的一個(gè)具體示例過(guò)程的流程圖；
[0021]圖11是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的鍋爐控制系統(tǒng)的配置示例的框圖；
[0022]圖12是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的鍋爐控制系統(tǒng)中的估計(jì)裝置的配置示例的框圖；
[0023]圖13是示出作為化石燃料鍋爐的示例的火力發(fā)電鍋爐的結(jié)構(gòu)示例的示意圖；以及
[0024]圖14是示出實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的方法和設(shè)備的計(jì)算機(jī)的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說(shuō)明中省略了與本發(fā)明無(wú)關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0026]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于化石燃料鍋爐的控制方法，該鍋爐包括多個(gè)吹灰裝置。
[0027]如圖1所示，根據(jù)該實(shí)施例的鍋爐控制方法包括基于歷史數(shù)據(jù)估計(jì)鍋爐的負(fù)荷上升時(shí)段的步驟SI 10。
[0028]以火力發(fā)電鍋爐為例，機(jī)組經(jīng)常處于變負(fù)荷工作狀況。例如，圖3示出了一個(gè)月中各天的負(fù)載變化示例，其中橫軸指示每天中的時(shí)間(以小時(shí)為單位)，縱軸指示負(fù)荷水平。對(duì)未來(lái)負(fù)荷的估計(jì)可以基于過(guò)去某一天的同一時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)，也可以基于過(guò)去的若干天的同一時(shí)段的平均歷史數(shù)據(jù)。另外，歷史數(shù)據(jù)可以包括最近一段時(shí)間(例如最近一天、一周、一個(gè)月、一個(gè)季度、半年、一年、或者全部歷年)的歷史數(shù)據(jù)，或者可以包括歷史同期的數(shù)據(jù)，例如上個(gè)月同一天，或者往年同月份、同季度等等。
[0029]在下文中，歷史數(shù)據(jù)或歷史變化曲線等可以包括某一天的實(shí)際變化數(shù)據(jù)或變化曲線，或者基于多日的歷史數(shù)據(jù)得到的平均數(shù)據(jù)或曲線。
[0030]返回參照?qǐng)D1，在步驟S120，根據(jù)鍋爐的吹灰裝置對(duì)再熱器溫度的影響(例如參照歷史數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等)，確定至少一個(gè)吹灰裝置，其中如果操作所確定的吹灰裝置進(jìn)行吹灰，將導(dǎo)致再熱器溫度下降。
[0031]如前所述，在鍋爐中，例如在爐膛四的水冷壁四周，以及在屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過(guò)熱器等處，可以設(shè)置有若干個(gè)吹灰裝置。
[0032]圖2A和圖2B示出了不同吹灰裝置進(jìn)行的吹灰操作對(duì)再熱器溫度造成的影響的示例。其中，圖2A示出了屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過(guò)熱器處的吹灰裝置(例如吹灰長(zhǎng)槍)對(duì)再熱器溫度的影響的示例，圖2B示出了水冷壁處設(shè)置的吹灰裝置(例如吹灰短槍)對(duì)再熱器溫度的影響的示例。在圖2A和圖2B中，橫軸指示吹灰器編號(hào)，縱軸指示相應(yīng)吹灰器進(jìn)行的吹灰操作對(duì)再熱器溫度的影響，其中縱軸的正方向?qū)?yīng)于溫度降低，負(fù)方向?qū)?yīng)于溫度升高。
[0033]如圖2A所示，屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、高溫再熱器、低溫再熱器和低溫過(guò)熱器處的吹灰裝置中的大多數(shù)吹灰裝置會(huì)導(dǎo)致再熱器溫度的下降。如圖2B所示，相當(dāng)一部分吹灰裝置會(huì)導(dǎo)致再熱器溫度降低。特別地，在圖2B中可以看出，編號(hào)為IK3、IK4、IK5、IK7、IK9和IKlO的吹灰裝置對(duì)再熱器溫度的降低作用較為顯著。
[0034]相應(yīng)地，在步驟S120中，例如可以基于以上信息將編號(hào)為IK3、IK4、IK5、IK7、IK9和IKlO的吹灰裝置作為所確定的吹灰裝置。例如，可以將這些吹灰裝置的組合確定為一個(gè)新的吹灰裝置序列，并通過(guò)控制裝置例如可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)，控制該吹灰裝置序列在預(yù)定的定時(shí)進(jìn)行吹灰操作。
[0035]此外，系統(tǒng)可能預(yù)先確定了吹灰裝置序列，換句話說(shuō)，鍋爐的多個(gè)吹灰裝置可能被預(yù)先分組以例如分別進(jìn)行針對(duì)不同位置的吹灰操作。在這種情況下，步驟S120中的確定吹灰裝置的步驟也可以包括:確定至少一個(gè)吹灰裝置序列，其中如果操作所確定的吹灰裝置序列進(jìn)行吹灰，將導(dǎo)致再熱器溫度下降。在這種情況下，可以針對(duì)吹灰裝置序列整體地估計(jì)其對(duì)再熱器溫度的影響，只要整個(gè)序列整體上會(huì)造成再熱器溫度下降即可。例如，假設(shè)圖