一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法技術

本發明專利技術公開了一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，該方法通過計算實時超溫、連續超溫和長時平均溫度超溫關鍵溫度特征參數，并通過預設規則將其轉換為爐管堵塞風險指標。本發明專利技術通過設計多個溫度特征參數，全面反映爐管異物堵塞程度由輕及重時壁溫的變化特征，通過在線實時監測和計算，自動獲取技術人員很難留意和發現的隱含信息，并及時轉換為異物堵塞的風險，并給出相應的處理建議，以便電廠有針對性的安排運行或檢修措施，確保鍋爐受熱面的安全運行。

【技術實現步驟摘要】

：本專利技術屬于火電廠鍋爐受熱面安全監測領域，具體涉及一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，用于實時評價鍋爐受熱面異物堵塞的嚴重程度，指導技術人員及時掌握鍋爐管運行存在的風險，減少超溫引起的四管泄漏。
技術介紹
：隨著近十年來國內超臨界、超超臨界機組的大量投運，鍋爐高溫受熱面受到設計結構、爐管材質、高參數運行、割管及焊接處理等方面原因的影響，經常會發生鍋爐管異物堵塞的情況，由此引起的爐管超溫失效屢見不鮮，幾乎每臺超(超)臨界機組都曾經或多或少的出現過此類問題。異物堵塞包括兩種情況：1.制造、安裝以及檢修期間留存于爐管內的雜物或焊渣堵塞焊縫及節流孔；2.運行過程生成的氧化皮脫落堵塞彎頭。上述兩種情況均會引起管壁溫度上升，降低爐管的剩余壽命，嚴重時導致爐管快速失效，引起機組非停。現階段國內發現爐管異物堵塞的方法分為兩類：離線檢測和在線監測。離線檢測是指利用機組停機檢修期間，對鍋爐管進行磁性檢測或射線探傷的方法來判斷爐管是否發生堵塞。該方法直觀有效、準確可靠，但有以下不足：1○只能在停機檢修時進入鍋爐檢測，對運行期間的異常堵塞無法及時發現。2○檢測工作量大，檢測范圍及部位的選取較為盲目，例如，電廠往往對爐管下彎頭檢測氧化皮堆積，但很少主動對焊縫和節流孔進行檢測，而目前超(超)臨界機組發生異物堵塞節流孔引起超溫和爆管的現象比較常見。在線監測是指通過鍋爐管的壁溫測點，監控爐管溫度異常變化。目前電廠普遍采用的溫度在線監測系統，能實現溫度的實時監測、超溫報警、超溫統計等功能，但目前的監測系統僅關注和記錄超溫，只適用于爐管堵塞嚴重(觸發超溫閥值)的情況，對于低于超溫閥值情況下溫度的異常變化不能有效的預警和分析，而實際上很多時候，爐管的異物堵塞是一個逐漸形成并加重的過程，中前期爐管壁溫雖有明顯上升，但并不會達到超溫閥值的程度，工作人員很難去留意和發現其隱含的信息。這個時候若能及時預警并給出風險提示，電廠便可以有針對性的安排運行或檢修措施，確保鍋爐受熱面的安全運行。
技術實現思路
：本專利技術的目的在于針對已有技術存在的缺陷或不足，既缺乏有效反映爐管異物堵塞程度的在線監測指標，無法捕獲和預警低于超溫閥值情況下溫度的異常變化，提供了一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，通過設計關鍵的溫度特征參數，并基于規則庫實時做出判斷，形成一個反映爐管堵塞程度的風險指標。該方法可以有效捕獲各類明顯或隱含的溫度異常變化，指導電廠技術人員掌握爐管異物堵塞的程度。為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案來實現：一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，該方法通過計算實時超溫、連續超溫和長時平均溫度超溫關鍵溫度特征參數，并通過預設規則將其轉換為爐管堵塞風險指標。本專利技術進一步的改進在于，包括以下步驟：1)構建鍋爐受熱面壁溫測點信息表，包括測點編號、測點位置、測點描述、測點單位；2)依據鍋爐各受熱面設計參數，設定各測點的實時壁溫報警閥值；3)從電廠DCS或SIS系統中導出所有測點的歷史數據，繪制溫度場曲線；4)根據所繪制溫度場曲線，確定各壁溫測點的長時平均溫度報警閥值；5)實時讀取受熱面壁溫測點數據；6)依據所采集壁溫數據，計算各測點的實時超溫、連續超溫、長時平均溫度超溫等特征參數；7)根據測點溫度特征參數值，依據預設規則判斷該測點位置的異物堵塞風險指標。本專利技術進一步的改進在于，步驟2)中，所述的依據鍋爐各受熱面設計參數，設定各測點的實時壁溫報警閥值，是指根據鍋爐設計說明書、鍋爐壁溫強度計算書中各鍋爐管壁溫報警建議閥值，設定每個壁溫測點的報警閥值，實時壁溫報警閥值設置為三級，從小到大依次為一級報警閥值LTR1、二級報警閥值LTR2、三級報警閥值LTR3，相鄰兩級之間差約15°～30°。本專利技術進一步的改進在于，步驟3)中，所述的從電廠DCS或SIS系統中導出所有測點的歷史數據，繪制溫度場曲線，是指選取鍋爐平穩運行工況下的一段時間范圍，從電廠生產數據庫中導出測點歷史數據，計算各測點的歷史平均值，進而繪制受熱面各截面上的溫度場，溫度場的橫坐標為從爐左到爐右的管屏編號。本專利技術進一步的改進在于，步驟4)中，所述的根據所繪制溫度場曲線，確定各壁溫測點的長時平均溫度報警閥值，是指在測點溫度場上對應數值的基礎上，加上15°～40°得到各測點的長時平均溫度報警閥值LTV，LTV需要小于實時壁溫一級報警閥值LTR1；所謂的長時平均溫度是指鍋爐運行過程中，當天之前30天時間范圍內的平均溫度，計算的頻率為1次/天，數據間隔為1分鐘。本專利技術進一步的改進在于，步驟5)中，所述的實時讀取受熱面壁溫測點數據，是指系統按設定的采集頻率1分鐘實時從電廠生產數據庫中采集所有測點的壁溫數據。本專利技術進一步的改進在于，步驟6)中，所述的依據所采集壁溫數據，計算各測點的實時超溫、連續超溫、長時平均溫度超溫特征參數，是指每分鐘對測點數據處理1次，判斷是否實時超溫和連續超溫，若實時超溫，記錄實時超溫的級別HTR；若連續超溫，記錄連續超溫持續的次數NTL和級別HTL；若本輪數據沒有超溫，連續超溫的次數和級別需清零；每天計算并判斷一次長時平均溫度是否超溫，若超溫，記錄長時平均溫度超溫持續的次數NTV，若本輪沒有超溫，長時平均溫度超溫的持續次數需清零。本專利技術進一步的改進在于，步驟7)中，所述的根據測點溫度特征參數值，依據預設規則判斷該測點位置的異物堵塞風險指標，并給出處理建議，是指設計一個規則庫，其中溫度特征參數滿足預定的規則后就可判斷其堵塞風險，當每輪計算得到各測點的特征參數后，按照規則給出堵塞風險提示及處理建議。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：傳統在線監測以實時溫度監測為核心，僅能實現爐管壁溫的實時監測、超溫報警、超溫統計等功能，不能反映爐管異物堵塞程度演變的全過程，也就無法對低于超溫閥值情況下溫度的異常變化進行有效的預警和分析。但實際情況是很多異物堵塞尤其是氧化皮剝落堆積的中前期，并不會發生實時超溫，但此時其長時平均溫度已經有顯著上升。本專利技術通過設計多個溫度特征參數，全面反映爐管異物堵塞程度由輕及重時壁溫的變化特征，通過在線實時監測和計算，自動獲取技術人員很難留意和發現的隱含信息，并及時轉換為異物堵塞的風險，并給出相應的處理建議，以便電廠有針對性的安排運行或檢修措施，確保鍋爐受熱面的安全運行。附圖說明：圖1為特征參數計算流程圖；圖2為堵塞風險的判斷規則示意圖；圖3為四級過熱器溫度場分布圖；圖4為歷史曲線、周均線、月均線對比示意圖。具體實施方式：以下結合附圖和實施例對本專利技術做出進一步的說明。基于溫度特征值的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，該方法通過計算實時超溫、連續超溫、長時平均溫度超溫等關鍵溫度特征參數，通過預設規則將其轉換為爐管堵塞風險指標，其主要步驟如下：1)構建鍋爐受熱面壁溫測點信息表，包括測點編號、測點位置、測點描述、測點單位；2)依據鍋爐各受熱面設計參數，設定各測點的實時壁溫報警閥值；所述的依據鍋爐各受熱面設計參數，設定各測點的實時壁溫報警閥值，是指根據鍋爐說明書等相關設計資料，設定每個壁溫測點的報警閥值，實時壁溫報警閥值設置為三級，從小到大依次為一級報警閥值LTR1、二級報警閥值LTR2、三級報警閥值LTR3，相鄰兩級之間差約15°～30°。3)從電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，其特征在于，該方法通過計算實時超溫、連續超溫和長時平均溫度超溫關鍵溫度特征參數，并通過預設規則將其轉換為爐管堵塞風險指標。

【技術特征摘要】
1.一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，其特征在于，該方法通過計算實時超溫、連續超溫和長時平均溫度超溫關鍵溫度特征參數，并通過預設規則將其轉換為爐管堵塞風險指標。2.根據權利要求1所述的一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，其特征在于，包括以下步驟：1)構建鍋爐受熱面壁溫測點信息表，包括測點編號、測點位置、測點描述、測點單位；2)依據鍋爐各受熱面設計參數，設定各測點的實時壁溫報警閥值；3)從電廠DCS或SIS系統中導出所有測點的歷史數據，繪制溫度場曲線；4)根據所繪制溫度場曲線，確定各壁溫測點的長時平均溫度報警閥值；5)實時讀取受熱面壁溫測點數據；6)依據所采集壁溫數據，計算各測點的實時超溫、連續超溫、長時平均溫度超溫等特征參數；7)根據測點溫度特征參數值，依據預設規則判斷該測點位置的異物堵塞風險指標。3.根據權利要求2所述的一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，其特征在于，步驟2)中，所述的依據鍋爐各受熱面設計參數，設定各測點的實時壁溫報警閥值，是指根據鍋爐設計說明書、鍋爐壁溫強度計算書中各鍋爐管壁溫報警建議閥值，設定每個壁溫測點的報警閥值，實時壁溫報警閥值設置為三級，從小到大依次為一級報警閥值LTR1、二級報警閥值LTR2、三級報警閥值LTR3，相鄰兩級之間差約15°～30°。4.根據權利要求2所述的一種基于溫度特征參數的鍋爐管異物堵塞在線監測方法，其特征在于，步驟3)中，所述的從電廠DCS或SIS系統中導出所有測點的歷史數據，繪制溫度場曲線，是指選取鍋爐平穩運行工況下的一段時間范圍，從電廠生產數據庫中導出測點歷史數據，計算各測點的歷史平均值，進而繪制受熱面各截面上的溫度場，溫度場的橫坐標為從爐左到爐右的管屏編...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜保華，范奇，柴勝凱，王智微，吳智群，
申請(專利權)人：西安西熱電站信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61