本發(fā)明屬于火電廠節(jié)能增效，涉及一種電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來煤價高企，火電廠的運營成本居高不下；伴隨可再生能源裝機占比過半，我國火電設(shè)備利用小時數(shù)與機組上網(wǎng)電量均出現(xiàn)大幅度下滑，行業(yè)已出現(xiàn)較大面積的虧損。

2、電廠營運成本中燃料成本占比超過70％，為擺脫虧損狀態(tài)，部分電廠通過大比例的摻燒低價劣質(zhì)煤來壓降燃料成本，最終成功實現(xiàn)了企業(yè)減虧甚至扭虧。低價劣質(zhì)煤主要包括低熱值煤以及易結(jié)焦的高硫、高堿煤，因此鍋爐的高溫受熱面出現(xiàn)了嚴重的積灰結(jié)渣問題，如圖1所示，影響了機組的安全穩(wěn)定運行。在降本增效的總體要求之下，火電廠高比例摻燒低價劣質(zhì)煤是必然選擇，解決由此引發(fā)的受熱面嚴重灰污問題，需要開發(fā)出一套功能可靠的受熱面積灰結(jié)焦檢測裝置。

3、目前對于鍋爐受熱面積灰結(jié)渣的檢測，主要包括模型預(yù)測法和攝像頭觀測法。模型預(yù)測法基于熱力學、傳熱學基本原理，結(jié)合人工智能算法做預(yù)測，優(yōu)點是純軟件，成本低，缺點是：能利用的測點數(shù)量少，無法代表煙氣、工質(zhì)的整體換熱特性，導致預(yù)測結(jié)果的精度低，達不到工程應(yīng)用的要求。攝像頭觀測法則是將專用的高溫攝像頭伸入到爐膛或煙道中直接觀測，優(yōu)點是直觀，精度高，缺點是設(shè)備造價、觀測范圍小，這限制了其進一步的商業(yè)化。

4、綜上，開發(fā)一套低成本、高精度的鍋爐受熱面積灰結(jié)渣檢測系統(tǒng)，對于指導火電廠摻燒劣質(zhì)煤、降低燃料成本具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法及系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)能夠?qū)﹄姀S鍋爐受熱面灰污進行檢測，并且具有成本低以及測量精度高的特點。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一方面，本發(fā)明所述電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，包括：

4、獲取當前機組的工況支撐參數(shù)；

5、根據(jù)所述當前機組的工況支撐參數(shù)，依據(jù)工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系，得到預(yù)測灰污特征場；

6、測量煙道內(nèi)若干測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息；

7、根據(jù)測量得到的煙道內(nèi)各測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息，構(gòu)建實時灰污特征場；

8、將所述預(yù)測灰污特征場與實時灰污特征場進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷電廠鍋爐受熱面的灰污程度。

9、進一步的，所述將所述預(yù)測灰污特征場與實時灰污特征場進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷電廠鍋爐受熱面的灰污程度的過程為：

10、計算預(yù)測灰污特征場與實時灰污特征場之間的高差和集中度；

11、根據(jù)預(yù)測灰污特征場與實時灰污特征場之間的高差和集中度，確定電廠鍋爐受熱面的灰污程度。

12、進一步的，所述當前機組的工況支撐參數(shù)包括機組負荷、總煤量以及總風量。

13、進一步的，所述根據(jù)所述當前機組的工況支撐參數(shù)，依據(jù)工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系，得到預(yù)測灰污特征場之前還包括：

14、正常情況下，測量不同工況支撐參數(shù)下，煙道內(nèi)各測點的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息，將每一工況支撐參數(shù)及其對應(yīng)的煙道內(nèi)各測點的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息組成一個數(shù)據(jù)條，并存儲至灰污特征場歷史庫；

15、根據(jù)所述灰污特征場歷史庫內(nèi)的數(shù)據(jù)生成灰污特征場，以形成工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系。

16、進一步的，所述根據(jù)所述灰污特征場歷史庫內(nèi)的數(shù)據(jù)生成灰污特征場，以形成工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系的過程為：

17、對灰污特征場歷史庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；

18、將所述灰污特征場歷史庫中的數(shù)據(jù)條進行分組，以形成等工況組；

19、以等工況組中聲音頻率的中位數(shù)和振動位移的中位數(shù)為0海拔，將等工況組中的各聲音頻率以及振動位移按照數(shù)值大小進行離散分布，以形成聲音頻率3d散點圖及振動位移3d散點圖；

20、對所述聲音頻率3d散點圖中的各點及其相鄰點進行連接，對所述振動位移3d散點圖中的各點及其相鄰點進行連接，以形成聲音頻率原始特征場和振動位移原始特征場；

21、對所述聲音頻率原始特征場和振動位移原始特征場進行平滑化及渲染處理，得到灰污特征場。

22、進一步的，所述對灰污特征場歷史庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理的過程為：

23、對灰污特征場歷史庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進行篩選。

24、進一步的，通過測量系統(tǒng)測量煙道內(nèi)若干測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息。

25、進一步的，所述測量系統(tǒng)包括測量桿、驅(qū)動電機、密封箱、測量頭、支架、就地控制器及控制器，測量桿位于所述支架上，測量桿的一端與驅(qū)動電機相連接，測量桿的另一端穿過密封箱插入于煙道內(nèi)后與測量頭相連接，所述測量頭上設(shè)置有若干測振儀及音頻采集器，所述測振儀及音頻采集器的輸出端與就地控制器的輸入端相連接，就地控制器與控制器相連接。

26、進一步的，在工作時，控制器向就地控制器發(fā)出測量指令，就地控制器根據(jù)所述測量指令控制驅(qū)動電機工作，驅(qū)動電機驅(qū)動測量桿帶動測量頭從密封箱內(nèi)伸出并伸入到煙道中，通過測振儀及音頻采集器測量煙道內(nèi)各測點的氣流聲音信息及振動頻譜特征信息，并通過線纜發(fā)送至就地控制器中，然后經(jīng)就地控制器轉(zhuǎn)發(fā)至控制器中。

27、本發(fā)明所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測系統(tǒng)，包括：

28、獲取模塊，用于獲取當前機組的工況支撐參數(shù)；

29、查找模塊，用于根據(jù)所述當前機組的工況支撐參數(shù)，依據(jù)工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系，得到預(yù)測灰污特征場；

30、測量模塊，用于測量煙道內(nèi)若干測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息；

31、構(gòu)建模塊，用于根據(jù)測量得到的煙道內(nèi)各測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息，構(gòu)建實時灰污特征場；

32、比較模塊，用于將所述預(yù)測灰污特征場與實時灰污特征場進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷電廠鍋爐受熱面的灰污程度。

33、本發(fā)明具有以下有益效果：

34、本發(fā)明所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法及系統(tǒng)在具體操作時，根據(jù)所述當前機組的工況支撐參數(shù)，依據(jù)工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系，得到預(yù)測灰污特征場，再根據(jù)測量得到的煙道內(nèi)若干測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息構(gòu)建實時灰污特征場，利用實時灰污特征場與預(yù)測灰污特征場進行比較，以判斷電廠鍋爐受熱面的灰污程度，可靠程度較高，同時煙道全截面現(xiàn)場實時測量，包含的測點多，結(jié)果代表煙道整體的可信度高，從而大大提高了檢測的精度，使得本發(fā)明具備更高的工程實用性。

技術(shù)特征：

1.一種電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，所述將所述預(yù)測灰污特征場與實時灰污特征場進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷電廠鍋爐受熱面的灰污程度的過程為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，所述當前機組的工況支撐參數(shù)包括機組負荷、總煤量以及總風量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述當前機組的工況支撐參數(shù)，依據(jù)工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系，得到預(yù)測灰污特征場之前還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述灰污特征場歷史庫內(nèi)的數(shù)據(jù)生成灰污特征場，以形成工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系的過程為：

6.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，所述對灰污特征場歷史庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理的過程為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，通過測量系統(tǒng)測量煙道(9)內(nèi)若干測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，所述測量系統(tǒng)包括測量桿(4)、驅(qū)動電機、密封箱(5)、測量頭(6)、支架(2)、就地控制器(3)及控制器(1)，測量桿(4)位于所述支架(2)上，測量桿(4)的一端與驅(qū)動電機相連接，測量桿(4)的另一端穿過密封箱(5)插入于煙道(9)內(nèi)后與測量頭(6)相連接，所述測量頭(6)上設(shè)置有若干測振儀(7)及音頻采集器(8)，所述測振儀(7)及音頻采集器(8)的輸出端與就地控制器(3)的輸入端相連接，就地控制器(3)與控制器(1)相連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法，其特征在于，在工作時，控制器(1)向就地控制器(3)發(fā)出測量指令，就地控制器(3)根據(jù)所述測量指令控制驅(qū)動電機工作，驅(qū)動電機驅(qū)動測量桿(4)帶動測量頭(6)從密封箱(5)內(nèi)伸出并伸入到煙道(9)中，通過測振儀(7)及音頻采集器(8)測量煙道(9)內(nèi)各測點的氣流聲音信息及振動頻譜特征信息，并通過線纜發(fā)送至就地控制器(3)中，然后經(jīng)就地控制器(3)轉(zhuǎn)發(fā)至控制器(1)中。

10.一種電廠鍋爐受熱面灰污檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電廠鍋爐受熱面灰污檢測方法及系統(tǒng)，包括：獲取當前機組的工況支撐參數(shù)；根據(jù)所述當前機組的工況支撐參數(shù)，依據(jù)工況支撐參數(shù)與灰污特征場之間的對應(yīng)關(guān)系，得到預(yù)測灰污特征場；測量煙道內(nèi)若干測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息；根據(jù)測量得到的煙道內(nèi)各測點處的氣流聲音信息以及振動頻譜特征信息，構(gòu)建實時灰污特征場；將所述預(yù)測灰污特征場與實時灰污特征場進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷電廠鍋爐受熱面的灰污程度，該方法及系統(tǒng)能夠?qū)﹄姀S鍋爐受熱面灰污進行檢測，并且具有成本低以及測量精度高的特點。

技術(shù)研發(fā)人員：王林
受保護的技術(shù)使用者：西安熱工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9