科创中国

本项目旨在研发基于电厂在线监测参数，实时计算和分析锅炉受热面运行状态和污染程度，以保证机组经济性和安全性为前提，通过制定合理完善的吹灰控制策略，实现国内首套自主研发的变“定时定量”为“按需适量”的智能吹灰闭环控制系统。本系统在受热面换热特性得到保证的情况下，优化吹灰器投运方式，最大限度降低吹灰频率，避免不合理吹灰带来的管壁磨损，同时降低锅炉排烟温度，达到节能降耗、提高机组运行经济性和安全性的目的。

本项目针对我国机组煤质多变的现状，根据制粉系统和锅炉汽水系统能量平衡关系开发了“煤质软测量技术”，可以实时在线计算入炉煤种的水分、灰分和低位发热量等工业成分的变化趋势。另外，本项目的核心污染监测计算模型则以受热面热平衡定义的“传热系数法”清洁因子为基准值，在关键计算节点加入“动态数据融合”补偿技术，实现对干扰信号的快速剔除，使受热面污染监测结果不受机组负荷波动影响，极大适应了我国机组负荷调度频繁波动大的运行特性。同时，系统利用处理不确定性、非线性问题能力强的模糊信息处理技术，采用了“模糊逻辑控制理论”，根据不同类型受热面的污染状况、吹灰相关影响因素和机组运行情况，通过经济性分析，结合现场吹灰热态试验和电厂专工运行经验，制定合理完善的“吹灰控制策略”，真正实现受热面的“按需适量”吹灰需求。此外，系统还开发了“烟气含氧量”、“再热蒸汽流量”以及“尾部双烟道流量分配”等在内的电厂状态参数软测量技术，弥补电厂相关关键参数测量设备缺失或准确性不高的问题。系统基于J2EE标准的多层架构体系，实现了系统数据的统一存储，屏蔽了不同实时/历史数据来源差异，支持智能吹灰优化算法及控制策略的实时解析，建立了吹灰控制系统实时监视图的组态与发布，具有架构稳定开放、扩展性强、便于管理和后期维护等特点。

（1）提出了应用于吹灰控制系统中的入炉煤的水分、灰分、低位发热量的算法，实现了燃煤烟气物性参数的实时修正，提高了对运行煤种变化的适用性。

（2）采用数据融合技术，构建了适用于全工况的对流受热面污染在线监测模型，实现了对负荷波动过程中对流受热面清洁因子的动态补偿，提高了受热面非稳态污染监测的准确性。

（3）基于模糊逻辑控制理论，建立了综合考虑各受热面清洁因子、炉膛出口温度、排烟温度、减温水流量等多种影响因素的吹灰模糊判定模型，实现了受热面区域差异化、机组安全性和经济性兼顾的智能吹灰优化。

（4）采用图形化建模技术、多模型并行计算技术，开发了专用计算服务平台，实现了吹灰智能控制模型的图形化配置及高效解析，提高了系统适应性。

本项目的研究成果已在国电建投内蒙古布连等三个电厂成功应用。结果表明：本智能吹灰控制系统使锅炉受热面污染程度实现了量化和“可视化”，有利于吹灰系统操作的规范化和运行管理的精细化，同时优化了吹灰器投运区域与频率，使受热面整体吸热分配比例趋于合理，缓解了管壁金属超温现象，锅炉排烟温度维持较低水平，节省了大量吹灰蒸汽，为电厂带来可观的经济收益。本项目全面提升了锅炉吹灰控制系统的整体信息化与自动控制水平，该技术的推广意义不仅在于进一步提高发掘我国发电企业节能潜力，提高锅炉效率、优化协调受热面吸热比例、延长管道寿命而产生直观的经济效益，对燃煤锅炉机组日常运维的安全性也起到了明显的积极作用。该系统积极响应了国家节能降耗的环保政策，具有非常重要的社会意义。

喻 玫女1960.12高级职称/副总经理烟台龙源电力技术股份有限公司
顾玉春男1963.05教高/总经理国电建投内蒙古能源有限公司
吕 霞女1968.10高级职称/软件研发部经理烟台龙源电力技术股份有限公司
俞基安男1964.07高级职称/副总经理国电建投内蒙古能源有限公司
石书雨女1982.06中级职称/软件研发部经理助理烟台龙源电力技术股份有限公司

本项目研究成果已成功应用于布连电厂2台660MW超超临界燃煤锅炉机组、国电康平电厂1台660MW超临界机组、国电荥阳电厂2台W型600MW超临界机组。

其中，布连发电厂为2×660MW超超临界空冷燃煤机组，过热器管组、再热器管组及省煤器配备了PS-LL型长伸缩吹灰器，共70只，空气预热器配备了1只PS-AT型和1只AHLW型半伸缩吹灰器。系统投运后各个环节运行稳定，未发生吹灰器误动作、运行保护条件失效、频繁吹灰等意外情况，可编程逻辑控制器（PLC）实现的吹灰控制逻辑能够保证吹灰系统运行的安全。

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