锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置的制造方法
锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 省煤器、过热器、再热器等设备是锅炉的重要组成部分，维持其受热面温度稳定是 保证机组安全和经济运行所必需的。然而，锅炉在运行过程中，往往会在内部形成非均匀温 度场，造成受热面吸热偏差，严重时甚至发生爆管。因此，监测各级受热面工质和烟气的温 度是十分必要的。
[0003] 现有技术中各级受热面工质的温度可以利用如下方法获得：
[0004] 1、对受热面出口、入口烟气温度进行假设，根据受热面出口、入口烟气温度查焓 温表，得出受热面出口、入口烟气焓值I"、1'，计算烟气经过对流换热面时所放出的热量 Q cre：
[0005]
[0006] 其中，A a为漏风系数，对于现代锅炉，水平烟道和下行对流烟道四周壁面都采 用膜式结构，在炉膛出口至省煤器出口的区域间，累加漏风系数很小，常采用E △ a =0; 沪为保热系数，大型电站锅炉P = 0.998 为受热面前过量空气系数等于1时漏入空气的 焓。
[0007] 2、计算受热面总传热系数K :
[0008]
[0009] 其中，a i为烟气对管壁的放热系数；a 2为管壁对工质的放热系数；S ash为烟气侧 积灰层厚度，A ash为烟气侧导热系数；
[0010] 传热温差AT为进出口烟气平均温度;^和工质平均温度t之差，即：
[0011]
[0012] 3、计算工质对流吸热量Q，：
[0013]
[0014] 其中，BMl为计算燃料耗量；H为受热面面积；
[0015] 计#
满足要求则停止计算。
[0016] 4、计算工质的吸热量Qcab:
[0017]
[0018] 其中，D为受热面内蒸汽流量；i'为受热面进口工质焓值，i"为受热面出口工质 焓值；
[0019] 根据已知的工质进口温度可得工质进口焓值i'，进而求出出口焓值i"及工质 出口温度。
[0020] 可见，现有技术在计算锅炉各级受热面工质的温度时是用假设的烟气温度推算工 质温度。在现代电厂的DCS(DistributedControlSystem，分布式控制系统）表盘上，没有 锅炉各级受热面烟气的温度。事实上，现有技术中没有推算烟气温度的方法，而是假设出烟 气温度用来推算工质温度，现有技术中假设的烟气温度并不准确，因此，需要建立一种锅炉 各级受热面烟气在线测量方法，准确获得锅炉各级受热面烟气温度。
【发明内容】
[0021] 本发明实施例提供一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法，用以获得准确的锅炉 各级受热面烟气温度，该方法包括：
[0022] 根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确定锅炉各级受热面进 出口工质焓值；
[0023] 根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，确定 锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；
[0024] 根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放 热量；
[0025] 根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比 热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；
[0026] 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅 炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0027] -个实施例中，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽 流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0028]
[0029] 其中，Q,为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热 面出口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，BMl为计算燃料耗量。
[0030] 一个实施例中，对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热 器，进一步根据穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉各级受热面进出口工 质的吸热量：
[0031]
[0032] 其中，穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0033] -个实施例中，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉 各级受热面进出口的烟气放热量：
[0034] Q=Qcab；
[0035] 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0036] -个实施例中，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流 量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差，包括：
[0037] Q=VycpA0B；
[0038]其中，Vy为实际烟气量，Vy=Vy°+(a-l)V°;
[0039] a为过量空气系数，
〇2为烟气中氧气的体积分数；
[0040] Vy°为理论烟气量，V°为理论空气量；
[0041] Vy0^V°;V0 =l'〇l9f'；，ar +0-278 ;Qnet " 为燃料低位发热量； y 4186 '
[0042] %为烟气的定压比热容；
[0043] & = 0.154cpCO； +0.035c，,,4 +0.81lc病，~仰:为C〇2的平均定压比热容，~处为〇2 的平均定压比热容，为N2的平均定压比热容；
[0044] B为烟气流量；
[0045] A0为烟气温差。
[0046] -个实施例中，以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟 气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口烟气温度。
[0047] 本发明实施例还提供一种锅炉各级受热面烟气温度确定装置，用以获得准确的锅 炉各级受热面烟气温度，该装置包括：
[0048] 工质焓值确定模块，用于根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压 力，确定锅炉各级受热面进出口工质焓值；
[0049] 工质吸热量确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽 流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；
[0050] 烟气放热量确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉 各级受热面进出口的烟气放热量；
[0051] 烟气温差确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实 际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；
[0052] 烟气温度确定模块，用于以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进 出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0053] -个实施例中，工质吸热量确定模块具体用于：
[0054] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃 料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0055]
[0056] 其中，Q,为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热 面出口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，BMl为计算燃料耗量。
[0057] -个实施例中，工质吸热量确定模块具体用于：
[0058] 对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，进一步根据穿 过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0059]
[0060] 其中，穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0061] 一个实施例中，烟气放热量确定模块具体用于：
[0062] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进 出口的烟气放热量：
[0063] Q=Qcab；
[0064] 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0065] 一个实施例中，烟气温差确定模块具体用于：
[0066] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、 烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差，包括：
[0067] Q=VycpA0B；
[0068] 其中，Vy为实际烟气量，Vy=Vy°+(a-l)V°;
[0069]a为过量空气系数
）2为烟气中氧气的体积分数；
[0070] Vy°为理论烟气量，V°为理论空气量；
[0071]Vy°~V°
Qnrt, ar为燃料低位发热量；
[0072] %为烟气的定压比热容；
[0073] S=0，154tV~+0,〇35(_ +0.81kV.v2，\c〇2 为C02的平均定压比热容，C响为 〇2 的平均定压比热容，为N2的平均定压比热容；
[0074] B为烟气流量；
[0075] A0为烟气温差。
[0076] -个实施例中，烟气温度确定模块具体用于：
[0077] 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅 炉各级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口烟 气温度。
[0078] 本发明实施例中，根据已知的DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压 力，推算锅炉各级受热面烟气温度，相对于现有技术中假设的锅炉各级受热面烟气温度而 言，能够获得更加准确的锅炉各级受热面烟气温度，有利于判断锅炉各级受热面布置是否 合理，监测锅炉各级受热面吸热是否均匀、稳定，判断锅炉运行情况是否合理等。
【附图说明】
[0079] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0080] 图1为本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定方法的示意图；
[0081] 图2为本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定装置的示意图。
【具体实施方式】
[0082] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发 明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并 不作为对本发明的限定。
[0083] 发明人发现，DCS表盘上已有锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，如果利用已 知的DCS表盘上的各级受热面进出口工质温度和压力去推算锅炉各级受热面烟气温度，将 获得比现有技术中假设的锅炉各级受热面烟气温度更加准确的结果。基于此，本发明实施 例提供了一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法。
[0084] 图1为本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定方法的示意图。如图1所示， 本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定方法可以包括：
[0085] 步骤101、根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确定锅炉各级 受热面进出口工质焓值；
[0086] 步骤102、根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗 量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；
[0087] 步骤103、根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口 的烟气放热量；
[0088] 步骤104、根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气 的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；
[0089] 步骤105、以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温 差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0090] 具体实施时，先根据已知的DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力， 确定锅炉各级受热面进出口工质焓值，再根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内 蒸汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量。例如，在确定锅炉各 级受热面进出口工质的吸热量时，可以按如下公式进行：
[0091]
⑴
[0092] 其中，Q,为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热 面出口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，BMl为计算燃料耗量。
[0093] 实施例中，对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，确 定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量时不仅要依据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受 热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，还要进一步依据穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热 量。这是由于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，会吸收穿过屏 区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。例如，对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对 流过热器或再热器，可以按如下公式确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0094]
(2)
[0095] 其中，穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0096] 具体实施时，在确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量之后，可以根据锅炉各 级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量。例如可以按如 下公式确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量：
[0097] Q = Qcab
[0098] 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0099] 具体实施时，在确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量之后，可以根据锅炉各 级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级 受热面进出口的烟气温差。例如，可以按如下公式确定锅炉各级受热面进出口的烟气温 差：
[0100] Q=VyCpA0B(3)
[0101] 其中，Vy为实际烟气量；
[0102] Vy=Vy°+(a-1)V° (4)
[0103] a为过量空气系数；
[0104]
O)
[0105] 〇2为烟气中氧气的体积分数；
[0106]Vy°为理论烟气量，V°为理论空气量；
[0107] Vy°~V° (6)
[0108]
(7)
[0109] Qnet，m为燃料低位发热量；
[0110] %为烟气的定压比热容；
[0111]
(8)
[0112] 叫为C02的平均定压比热容，为02的平均定压比热容，为队的平均定 压比热容；
[0113]B为烟气流量；
[0114] A0为烟气温差；
[0115] 将式（4)_(8)带入（3)中，可以确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差。
[0116] 具体实施时，在确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差之后，可以以省煤器入口 烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的 烟气温度。实施例中，在确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度时，可以计算到后屏入口烟 气温度。这是考虑到后屏入口是后级屏式过热器，根据炉膛受热面布置，后屏出口是炉膛火 焰上方，有烟气温度探针测量烟气温度，所以计算到后屏入口烟气温度就可以了。
[0117] 基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种锅炉各级受热面烟气温度确定 装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与锅炉各级受热面烟气温度确定 方法相似，因此该装置的实施可以参见锅炉各级受热面烟气温度确定方法的实施，重复之 处不再赘述。
[0118] 图2为本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定装置的示意图。如图2所示， 本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定装置可以包括：
[0119] 工质焓值确定模块201，用于根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和 压力，确定锅炉各级受热面进出口工质焓值；
[0120] 工质吸热量确定模块202,用于根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸 汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；
[0121] 烟气放热量确定模块203,用于根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅 炉各级受热面进出口的烟气放热量；
[0122] 烟气温差确定模块204,用于根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流 量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；
[0123] 烟气温度确定模块205,用于以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面 进出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0124] 具体实施时，工质吸热量确定模块202具体可以用于：
[0125] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃 料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0126]
[0127] 其中，Q,为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热 面出口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，BMl为计算燃料耗量。
[0128] 具体实施时，工质吸热量确定模块202具体可以用于：
[0129] 对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，进一步根据穿 过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0130]
[0131] 其中，穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0132] 具体实施时，烟气放热量确定模块203具体可以用于：
[0133] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进 出口的烟气放热量：
[0134] Q = Qcab；
[0135] 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0136] 具体实施时，烟气温差确定模块204具体可以用于：
[0137] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、 烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差，包括：
[0138] Q = Vycp A 0 B ；
[0139] 其中，Vy为实际烟气量，Vy= Vy°+(a-l)V°;
[0140] a为过量空气系数，
〇2为烟气中氧气的体积分数；
[0141] Vy°为理论烟气量，V °为理论空气量；
[0142] V>V°；
Qnet, m为燃料低位发热量；
[0143] %为烟气的定压比热容；
[0144]
,，叫为C02的平均定压比热容，为〇 2 的平均定压比热容，为N2的平均定压比热容；
[0145] B为烟气流量；
[0146] A 0为烟气温差。
[0147] 具体实施时，烟气温度确定模块205具体用于：
[0148] 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅 炉各级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口烟气温度。
[0149] 综上所述，本发明实施例中，根据已知的DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质 温度和压力，推算锅炉各级受热面烟气温度，相对于现有技术中假设的锅炉各级受热面烟 气温度而言，能够获得更加准确的锅炉各级受热面烟气温度，有利于判断锅炉各级受热面 布置是否合理，监测锅炉各级受热面吸热是否均匀、稳定，判断锅炉运行情况是否合理等。
[0150] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产 品的形式。
[0151] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程 图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一 流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算 机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理 器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生 用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能 的装置。
[0152] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能。
[0153] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图 一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0154] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保 护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法，其特征在于，包括： 根据分布式控制系统DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确定锅炉各 级受热面进出口工质焓值； 根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉 各级受热面进出口工质的吸热量； 根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热 量； 根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比热 容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差； 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各 级受热面进出口的烟气温度。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工 质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：其中，为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热面出 口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，Bm1为计算燃料耗量。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温 级对流过热器或再热器，进一步根据穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉 各级受热面进出口工质的吸热量：其中，Qr为穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出 口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量： Q = Qcab； 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的 烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟 气温差，包括： Q = VyCpA ΘΒ ； 其中，Vy为实际烟气量，Vy= Vy°+(a_l)V°; α为过量空气系数，O2为烟气中氧气的体积分数； Vy°为理论烟气量，V °为理论空气量；:为燃料低位发热量； CpS烟气的定压比热容； Cp =〇.154cpC〇2 +0.035c^ +0,8Uc病，qc〇2为c〇2的平均定压比热容，（响为〇2的平 均定压比热容，为N2的平均定压比热容； B为烟气流量； Δ Θ为烟气温差。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各 级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口 烟气温度。7. -种锅炉各级受热面烟气温度确定装置，其特征在于，包括： 工质焓值确定模块，用于根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确 定锅炉各级受热面进出口工质焓值； 工质吸热量确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量 及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量； 烟气放热量确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级 受热面进出口的烟气放热量； 烟气温差确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟 气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差； 烟气温度确定模块，用于以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口 的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，工质吸热量确定模块具体用于： 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗 量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：其中，为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热面出 口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，Bm1为计算燃料耗量。9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，工质吸热量确定模块具体用于： 对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，进一步根据穿过屏 区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：其中，Qr为穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。10. 如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，烟气放热量确定模块具体用于： 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口 的烟气放热量： Q = Qcab； 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。11. 如权利要求10所述的装置，其特征在于，烟气温差确定模块具体用于： 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气 的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差，包括： Q = VyCpA ΘΒ ； 其中，Vy为实际烟气量，Vy= Vy°+(a_l)V°; α为过量空气系数，，O2为烟气中氧气的体积分数； Vy°为理论烟气量，V °为理论空气量；;Qmw为燃料低位发热量； CpS烟气的定压比热容； (6.,, =()?丨·咏…後〇35c州+〇_8丨k,, \叫为C〇2的平均定压比热容，c成 均定压比热容，&A为N2的平均定压比热容； B为烟气流量； Δ Θ为烟气温差。12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，烟气温度确定模块具体用于： 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各 级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口烟气温度。
【专利摘要】本发明公开了一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置，其中方法包括：根据分布式控制系统DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确定锅炉各级受热面进出口工质焓值；根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量；根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。本发明可以获得准确的锅炉各级受热面烟气温度。
【IPC分类】F22B35/00
【公开号】CN104896457
【申请号】CN201510296853
【发明人】赵振宁, 张清峰, 李媛园, 李金晶
【申请人】华北电力科学研究院有限责任公司, 国家电网公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月3日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 省煤器、过热器、再热器等设备是锅炉的重要组成部分，维持其受热面温度稳定是 保证机组安全和经济运行所必需的。然而，锅炉在运行过程中，往往会在内部形成非均匀温 度场，造成受热面吸热偏差，严重时甚至发生爆管。因此，监测各级受热面工质和烟气的温 度是十分必要的。
[0003] 现有技术中各级受热面工质的温度可以利用如下方法获得：
[0004] 1、对受热面出口、入口烟气温度进行假设，根据受热面出口、入口烟气温度查焓 温表，得出受热面出口、入口烟气焓值I"、1'，计算烟气经过对流换热面时所放出的热量 Q cre：
[0005]
[0006] 其中，A a为漏风系数，对于现代锅炉，水平烟道和下行对流烟道四周壁面都采 用膜式结构，在炉膛出口至省煤器出口的区域间，累加漏风系数很小，常采用E △ a =0; 沪为保热系数，大型电站锅炉P = 0.998 为受热面前过量空气系数等于1时漏入空气的 焓。
[0007] 2、计算受热面总传热系数K :
[0008]
[0009] 其中，a i为烟气对管壁的放热系数；a 2为管壁对工质的放热系数；S ash为烟气侧 积灰层厚度，A ash为烟气侧导热系数；
[0010] 传热温差AT为进出口烟气平均温度;^和工质平均温度t之差，即：
[0011]
[0012] 3、计算工质对流吸热量Q，：
[0013]
[0014] 其中，BMl为计算燃料耗量；H为受热面面积；
[0015] 计#
满足要求则停止计算。
[0016] 4、计算工质的吸热量Qcab:
[0017]
[0018] 其中，D为受热面内蒸汽流量；i'为受热面进口工质焓值，i"为受热面出口工质 焓值；
[0019] 根据已知的工质进口温度可得工质进口焓值i'，进而求出出口焓值i"及工质 出口温度。
[0020] 可见，现有技术在计算锅炉各级受热面工质的温度时是用假设的烟气温度推算工 质温度。在现代电厂的DCS(DistributedControlSystem，分布式控制系统）表盘上，没有 锅炉各级受热面烟气的温度。事实上，现有技术中没有推算烟气温度的方法，而是假设出烟 气温度用来推算工质温度，现有技术中假设的烟气温度并不准确，因此，需要建立一种锅炉 各级受热面烟气在线测量方法，准确获得锅炉各级受热面烟气温度。
【发明内容】
[0021] 本发明实施例提供一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法，用以获得准确的锅炉 各级受热面烟气温度，该方法包括：
[0022] 根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确定锅炉各级受热面进 出口工质焓值；
[0023] 根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，确定 锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；
[0024] 根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放 热量；
[0025] 根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比 热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；
[0026] 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅 炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0027] -个实施例中，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽 流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0028]
[0029] 其中，Q,为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热 面出口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，BMl为计算燃料耗量。
[0030] 一个实施例中，对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热 器，进一步根据穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉各级受热面进出口工 质的吸热量：
[0031]
[0032] 其中，穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0033] -个实施例中，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉 各级受热面进出口的烟气放热量：
[0034] Q=Qcab；
[0035] 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0036] -个实施例中，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流 量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差，包括：
[0037] Q=VycpA0B；
[0038]其中，Vy为实际烟气量，Vy=Vy°+(a-l)V°;
[0039] a为过量空气系数，
〇2为烟气中氧气的体积分数；
[0040] Vy°为理论烟气量，V°为理论空气量；
[0041] Vy0^V°;V0 =l'〇l9f'；，ar +0-278 ;Qnet " 为燃料低位发热量； y 4186 '
[0042] %为烟气的定压比热容；
[0043] & = 0.154cpCO； +0.035c，,,4 +0.81lc病，~仰:为C〇2的平均定压比热容，~处为〇2 的平均定压比热容，为N2的平均定压比热容；
[0044] B为烟气流量；
[0045] A0为烟气温差。
[0046] -个实施例中，以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟 气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口烟气温度。
[0047] 本发明实施例还提供一种锅炉各级受热面烟气温度确定装置，用以获得准确的锅 炉各级受热面烟气温度，该装置包括：
[0048] 工质焓值确定模块，用于根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压 力，确定锅炉各级受热面进出口工质焓值；
[0049] 工质吸热量确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽 流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；
[0050] 烟气放热量确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉 各级受热面进出口的烟气放热量；
[0051] 烟气温差确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实 际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；
[0052] 烟气温度确定模块，用于以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进 出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0053] -个实施例中，工质吸热量确定模块具体用于：
[0054] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃 料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0055]
[0056] 其中，Q,为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热 面出口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，BMl为计算燃料耗量。
[0057] -个实施例中，工质吸热量确定模块具体用于：
[0058] 对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，进一步根据穿 过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0059]
[0060] 其中，穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0061] 一个实施例中，烟气放热量确定模块具体用于：
[0062] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进 出口的烟气放热量：
[0063] Q=Qcab；
[0064] 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0065] 一个实施例中，烟气温差确定模块具体用于：
[0066] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、 烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差，包括：
[0067] Q=VycpA0B；
[0068] 其中，Vy为实际烟气量，Vy=Vy°+(a-l)V°;
[0069]a为过量空气系数
）2为烟气中氧气的体积分数；
[0070] Vy°为理论烟气量，V°为理论空气量；
[0071]Vy°~V°
Qnrt, ar为燃料低位发热量；
[0072] %为烟气的定压比热容；
[0073] S=0，154tV~+0,〇35(_ +0.81kV.v2，\c〇2 为C02的平均定压比热容，C响为 〇2 的平均定压比热容，为N2的平均定压比热容；
[0074] B为烟气流量；
[0075] A0为烟气温差。
[0076] -个实施例中，烟气温度确定模块具体用于：
[0077] 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅 炉各级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口烟 气温度。
[0078] 本发明实施例中，根据已知的DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压 力，推算锅炉各级受热面烟气温度，相对于现有技术中假设的锅炉各级受热面烟气温度而 言，能够获得更加准确的锅炉各级受热面烟气温度，有利于判断锅炉各级受热面布置是否 合理，监测锅炉各级受热面吸热是否均匀、稳定，判断锅炉运行情况是否合理等。
【附图说明】
[0079] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0080] 图1为本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定方法的示意图；
[0081] 图2为本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定装置的示意图。
【具体实施方式】
[0082] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发 明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并 不作为对本发明的限定。
[0083] 发明人发现，DCS表盘上已有锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，如果利用已 知的DCS表盘上的各级受热面进出口工质温度和压力去推算锅炉各级受热面烟气温度，将 获得比现有技术中假设的锅炉各级受热面烟气温度更加准确的结果。基于此，本发明实施 例提供了一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法。
[0084] 图1为本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定方法的示意图。如图1所示， 本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定方法可以包括：
[0085] 步骤101、根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确定锅炉各级 受热面进出口工质焓值；
[0086] 步骤102、根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗 量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；
[0087] 步骤103、根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口 的烟气放热量；
[0088] 步骤104、根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气 的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；
[0089] 步骤105、以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温 差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0090] 具体实施时，先根据已知的DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力， 确定锅炉各级受热面进出口工质焓值，再根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内 蒸汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量。例如，在确定锅炉各 级受热面进出口工质的吸热量时，可以按如下公式进行：
[0091]
⑴
[0092] 其中，Q,为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热 面出口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，BMl为计算燃料耗量。
[0093] 实施例中，对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，确 定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量时不仅要依据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受 热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，还要进一步依据穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热 量。这是由于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，会吸收穿过屏 区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。例如，对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对 流过热器或再热器，可以按如下公式确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0094]
(2)
[0095] 其中，穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0096] 具体实施时，在确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量之后，可以根据锅炉各 级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量。例如可以按如 下公式确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量：
[0097] Q = Qcab
[0098] 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0099] 具体实施时，在确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量之后，可以根据锅炉各 级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级 受热面进出口的烟气温差。例如，可以按如下公式确定锅炉各级受热面进出口的烟气温 差：
[0100] Q=VyCpA0B(3)
[0101] 其中，Vy为实际烟气量；
[0102] Vy=Vy°+(a-1)V° (4)
[0103] a为过量空气系数；
[0104]
O)
[0105] 〇2为烟气中氧气的体积分数；
[0106]Vy°为理论烟气量，V°为理论空气量；
[0107] Vy°~V° (6)
[0108]
(7)
[0109] Qnet，m为燃料低位发热量；
[0110] %为烟气的定压比热容；
[0111]
(8)
[0112] 叫为C02的平均定压比热容，为02的平均定压比热容，为队的平均定 压比热容；
[0113]B为烟气流量；
[0114] A0为烟气温差；
[0115] 将式（4)_(8)带入（3)中，可以确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差。
[0116] 具体实施时，在确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差之后，可以以省煤器入口 烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的 烟气温度。实施例中，在确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度时，可以计算到后屏入口烟 气温度。这是考虑到后屏入口是后级屏式过热器，根据炉膛受热面布置，后屏出口是炉膛火 焰上方，有烟气温度探针测量烟气温度，所以计算到后屏入口烟气温度就可以了。
[0117] 基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种锅炉各级受热面烟气温度确定 装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与锅炉各级受热面烟气温度确定 方法相似，因此该装置的实施可以参见锅炉各级受热面烟气温度确定方法的实施，重复之 处不再赘述。
[0118] 图2为本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定装置的示意图。如图2所示， 本发明实施例中锅炉各级受热面烟气温度确定装置可以包括：
[0119] 工质焓值确定模块201，用于根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和 压力，确定锅炉各级受热面进出口工质焓值；
[0120] 工质吸热量确定模块202,用于根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸 汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；
[0121] 烟气放热量确定模块203,用于根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅 炉各级受热面进出口的烟气放热量；
[0122] 烟气温差确定模块204,用于根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流 量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；
[0123] 烟气温度确定模块205,用于以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面 进出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。
[0124] 具体实施时，工质吸热量确定模块202具体可以用于：
[0125] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃 料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0126]
[0127] 其中，Q,为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热 面出口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，BMl为计算燃料耗量。
[0128] 具体实施时，工质吸热量确定模块202具体可以用于：
[0129] 对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，进一步根据穿 过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：
[0130]
[0131] 其中，穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。
[0132] 具体实施时，烟气放热量确定模块203具体可以用于：
[0133] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进 出口的烟气放热量：
[0134] Q = Qcab；
[0135] 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。
[0136] 具体实施时，烟气温差确定模块204具体可以用于：
[0137] 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、 烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差，包括：
[0138] Q = Vycp A 0 B ；
[0139] 其中，Vy为实际烟气量，Vy= Vy°+(a-l)V°;
[0140] a为过量空气系数，
〇2为烟气中氧气的体积分数；
[0141] Vy°为理论烟气量，V °为理论空气量；
[0142] V>V°；
Qnet, m为燃料低位发热量；
[0143] %为烟气的定压比热容；
[0144]
,，叫为C02的平均定压比热容，为〇 2 的平均定压比热容，为N2的平均定压比热容；
[0145] B为烟气流量；
[0146] A 0为烟气温差。
[0147] 具体实施时，烟气温度确定模块205具体用于：
[0148] 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅 炉各级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口烟气温度。
[0149] 综上所述，本发明实施例中，根据已知的DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质 温度和压力，推算锅炉各级受热面烟气温度，相对于现有技术中假设的锅炉各级受热面烟 气温度而言，能够获得更加准确的锅炉各级受热面烟气温度，有利于判断锅炉各级受热面 布置是否合理，监测锅炉各级受热面吸热是否均匀、稳定，判断锅炉运行情况是否合理等。
[0150] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产 品的形式。
[0151] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程 图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一 流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算 机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理 器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生 用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能 的装置。
[0152] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能。
[0153] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图 一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0154] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保 护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法，其特征在于，包括： 根据分布式控制系统DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确定锅炉各 级受热面进出口工质焓值； 根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉 各级受热面进出口工质的吸热量； 根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热 量； 根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比热 容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差； 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各 级受热面进出口的烟气温度。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工 质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：其中，为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热面出 口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，Bm1为计算燃料耗量。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温 级对流过热器或再热器，进一步根据穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉 各级受热面进出口工质的吸热量：其中，Qr为穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出 口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量： Q = Qcab； 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的 烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟 气温差，包括： Q = VyCpA ΘΒ ； 其中，Vy为实际烟气量，Vy= Vy°+(a_l)V°; α为过量空气系数，O2为烟气中氧气的体积分数； Vy°为理论烟气量，V °为理论空气量；:为燃料低位发热量； CpS烟气的定压比热容； Cp =〇.154cpC〇2 +0.035c^ +0,8Uc病，qc〇2为c〇2的平均定压比热容，（响为〇2的平 均定压比热容，为N2的平均定压比热容； B为烟气流量； Δ Θ为烟气温差。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各 级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口 烟气温度。7. -种锅炉各级受热面烟气温度确定装置，其特征在于，包括： 工质焓值确定模块，用于根据DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确 定锅炉各级受热面进出口工质焓值； 工质吸热量确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量 及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量； 烟气放热量确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级 受热面进出口的烟气放热量； 烟气温差确定模块，用于根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟 气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差； 烟气温度确定模块，用于以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口 的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，工质吸热量确定模块具体用于： 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗 量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：其中，为受热面进出口工质的吸热量，i'为受热面进口工质焓值，i"为受热面出 口工质焓值，D为受热面内蒸汽流量，Bm1为计算燃料耗量。9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，工质吸热量确定模块具体用于： 对于布置在屏式受热面出口烟道内的高温级对流过热器或再热器，进一步根据穿过屏 区的来自炉膛和屏空间的辐射热量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量：其中，Qr为穿过屏区的来自炉膛和屏空间的辐射热量。10. 如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，烟气放热量确定模块具体用于： 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口 的烟气放热量： Q = Qcab； 其中，Q为受热面进出口的烟气放热量。11. 如权利要求10所述的装置，其特征在于，烟气温差确定模块具体用于： 按如下公式，根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气 的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差，包括： Q = VyCpA ΘΒ ； 其中，Vy为实际烟气量，Vy= Vy°+(a_l)V°; α为过量空气系数，，O2为烟气中氧气的体积分数； Vy°为理论烟气量，V °为理论空气量；;Qmw为燃料低位发热量； CpS烟气的定压比热容； (6.,, =()?丨·咏…後〇35c州+〇_8丨k,, \叫为C〇2的平均定压比热容，c成 均定压比热容，&A为N2的平均定压比热容； B为烟气流量； Δ Θ为烟气温差。12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，烟气温度确定模块具体用于： 以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各 级受热面进出口的烟气温差时，计算到后屏入口烟气温度。
【专利摘要】本发明公开了一种锅炉各级受热面烟气温度确定方法及装置，其中方法包括：根据分布式控制系统DCS表盘上锅炉各级受热面进出口工质温度和压力，确定锅炉各级受热面进出口工质焓值；根据锅炉各级受热面进出口工质焓值、受热面内蒸汽流量及计算燃料耗量，确定锅炉各级受热面进出口工质的吸热量；根据锅炉各级受热面进出口工质的吸热量，确定锅炉各级受热面进出口的烟气放热量；根据锅炉各级受热面进出口的烟气放热量、烟气流量、实际烟气量、烟气的定压比热容，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温差；以省煤器入口烟气温度为基础，根据锅炉各级受热面进出口的烟气温差，确定锅炉各级受热面进出口的烟气温度。本发明可以获得准确的锅炉各级受热面烟气温度。
【IPC分类】F22B35/00
【公开号】CN104896457
【申请号】CN201510296853
【发明人】赵振宁, 张清峰, 李媛园, 李金晶
【申请人】华北电力科学研究院有限责任公司, 国家电网公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月3日
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