[摘　要]　簡要介紹了簡單換熱器模型的原理、功能以及驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。由于簡單換熱器模型能夠根據(jù)鍋爐受熱面進(jìn)、出口處工質(zhì)的溫度和壓力,計(jì)算煙氣和汽（水）的質(zhì)量流量;可以不使用受熱面的結(jié)構(gòu)參數(shù),計(jì)算受熱面導(dǎo)熱熱阻的變化量。所以,采用該模型開發(fā)電站鍋爐吹灰優(yōu)化控制系統(tǒng),能夠解決傳統(tǒng)方式存在的流量計(jì)算精度低、污垢熱阻計(jì)算不準(zhǔn)確等問題。給出了吹灰優(yōu)化控制系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)例。
    1　優(yōu)化吹灰控制系統(tǒng)的必要性
    電站運(yùn)行過程中,受熱面積灰是影響鍋爐運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性的主要因素之一。因此,電站鍋爐大部分都配置了蒸汽吹灰系統(tǒng)對受熱面的積灰進(jìn)行吹掃。目前,電站吹灰系統(tǒng)普遍采用定時(shí)全面對鍋爐各個(gè)受熱面進(jìn)行吹掃的運(yùn)行方式,這種吹灰方式雖然簡單易行,卻存在著很大的盲目性和不少的問題。例如:定時(shí)全面吹灰可能導(dǎo)致一部分受熱面因?yàn)楸贿^度吹掃,管壁外層氧化膜遭到頻繁破壞,增大了金屬的磨損量,容易引發(fā)管壁泄漏事故;當(dāng)受熱面污染嚴(yán)重時(shí),又不能及時(shí)吹灰,排煙損失增大,鍋爐效率降低。由于采用定時(shí)吹灰的蒸汽耗量約占蒸汽總產(chǎn)量的1%,直接使鍋爐熱效率降低約0.7%[1]。吹灰系統(tǒng)的運(yùn)行方式對鍋爐運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性均有較大影響,因此,很有必要對吹灰系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化控制。
    2　開發(fā)吹灰優(yōu)化控制系統(tǒng)的困難
    對吹灰系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制,首先需要確定受熱面的積灰程度,再根據(jù)受熱面允許的污染程度決定是否需要進(jìn)行吹灰。因此,實(shí)現(xiàn)吹灰系統(tǒng)優(yōu)化控制的關(guān)鍵在于能準(zhǔn)確計(jì)算出表征受熱面積灰程度的指標(biāo)。目前常用的指標(biāo)有:灰污熱阻Ｒｆ、傳熱有效度比Φ、清潔因子ＣＦ[2]。指標(biāo)計(jì)算的基本方法是熱平衡法,大致分兩步:*步,利用系統(tǒng)實(shí)際測量流量,根據(jù)熱平衡原理計(jì)算出各個(gè)受熱面蒸汽（或水）的流量,并計(jì)算出受熱面的換熱系數(shù)Ｋ;第二步,根據(jù)傳熱學(xué)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出蒸汽側(cè)（或水側(cè)）或煙氣側(cè)的對流換熱系數(shù)ｈ,然后根據(jù)指標(biāo)的定義式求出受熱面實(shí)際的潔凈指標(biāo)。從原理上講,采用這種方法能夠計(jì)算出受熱面的污垢熱阻變化量,能夠?qū)Υ祷铱刂葡到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。但是,在實(shí)際使用中卻存在污染指標(biāo)計(jì)算精度不高,灰污熱阻變化判斷不準(zhǔn)的問題。主要原因是:（1）在傳熱系數(shù)Ｋ的計(jì)算過程中,需要使用大量的準(zhǔn)確的流量值,但實(shí)際系統(tǒng)的流量測點(diǎn)配置不足,且測量精度不高,導(dǎo)致流量測量值和計(jì)算值不準(zhǔn);（2）由于在對流換熱系數(shù)ｈ的計(jì)算過程中,需要用到一些傳熱學(xué)經(jīng)驗(yàn)公式,但是受熱面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和運(yùn)行工況的多變性使得實(shí)際系統(tǒng)的具體條件超出了經(jīng)驗(yàn)公式的適用范圍,致使污垢熱阻的計(jì)算值誤差比較大。所以,熱平衡法不適合用于對吹灰系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制。大量的工程實(shí)踐也表明,在目前的測試條件下,要進(jìn)一步提高流量和傳熱系數(shù)的計(jì)算精度,技術(shù)上存在著幾乎無法克服的困難。因此,需要嘗試新的建模方法,使用新的監(jiān)測指標(biāo)來提高流量計(jì)算精度,提高受熱面灰污變化的監(jiān)測精度。為此,提出了簡單換熱器模型,并使用該模型開發(fā)了吹灰優(yōu)化控制系統(tǒng)。