一种锅炉吹灰智能控制方法、系统、设备以及介质与流程

本发明涉及锅炉控制，尤其涉及一种锅炉吹灰智能控制方法、系统、设备以及介质。

背景技术：

1、在工业生产过程中，锅炉作为重要的热能转换设备，其燃烧过程不可避免地会在锅炉管屏、空预器等受热面上产生积灰和结焦现象。积灰的逐渐累积会显著降低锅炉的换热效率，而结焦则可能对锅炉的运行安全和热效率造成不良影响。为了解决这一问题，工业界普遍采用高温高压蒸汽对锅炉受热面进行喷吹除灰，以确保锅炉受热面的清洁度。

2、特别是在大型发电厂中，由于锅炉受热面积广泛，通常需要在水冷壁、过热器、再热器、尾部烟道以及空预器等关键受热面部位安装多达数十支吹灰器，以满足全炉膛的吹灰需求。然而，吹灰器的有效运用不仅取决于设备的性能，还与其控制策略紧密相关。

3、传统的锅炉吹灰控制策略主要依赖于电厂运行监盘人员的定期轮询吹灰。这种策略要求监盘人员根据既定的规程，如白班、前夜班和后夜班的班次安排，对不同的受热面进行吹灰操作，以确保每天至少对各个受热面进行一次吹灰。例如，某电厂的操作规程就明确规定了不同时间段的吹灰任务分配。

4、然而，这种依赖于人工的吹灰控制策略存在显著的缺点。由于监盘人员的工作量大，往往会导致吹灰操作不及时或吹灰不彻底的情况发生。这不仅影响了锅炉的换热效率和运行安全，还可能增加维护成本和降低设备的使用寿命。因此，传统的吹灰控制策略在实际应用中显示出其局限性，亟需改进以提高锅炉的运行效率和安全性。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种锅炉吹灰智能控制方法、系统、设备以及介质，其解决了传统的依赖于人工的锅炉吹灰控制策略因工作量大，易导致吹灰操作不及时或不彻底，从而影响锅炉的换热效率和运行安全，并可能增加维护成本、降低设备使用寿命的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本发明实施例提供一种锅炉吹灰智能控制方法，包括：

6、根据获取的至少一个积灰影响因素确定受热面的积灰程度，并基于受热面的积灰程度组织吹灰队列；

7、响应吹灰队列中的受热面的吹灰请求，进行管路自动疏水；

8、在管路自动疏水完成后，根据受热面的所处锅炉区域、不同锅炉区域使用的吹灰器以及预先配置的吹灰参数对所请求的受热面进行吹灰操作；

9、吹灰操作完成后，判断是否满足设定的结束条件，若不满足结束条件，则等待下一轮吹灰操作，直至吹灰队列中所有受热面的吹灰请求均已实现复位。

10、可选地，根据获取的至少一个积灰影响因素确定受热面的积灰程度，并基于受热面的积灰程度组织吹灰队列包括：

11、获取受热面的吹灰频率，并根据吹灰频率确定理论吹灰周期t0；

12、监测并记录上一次吹灰结束的时间，触发定时器，并持续记录间隔时间t1；

13、通过比较t1与t0的值，计算出t1/t0的比例值；

14、根据获取的锅炉的平均给煤量，计算得到给煤量系数x1；

15、根据获取的锅炉使用的煤种，确定煤种系数x2；

16、记录受热面吹灰结束设定时段后，负荷提高工况下的受热面的温升速率小于设定的理论值的次数n；

17、根据t1/t0的比例值、给煤量系数x1、煤种系数x2以及受热面吹灰结束设定时段后，负荷提高工况下的温升速率小于设定的理论值的次数n，计算出受热面的积灰程度f；

18、根据计算出的积灰程度f，对各个受热面的积灰程度进行排序；

19、基于排序结果，组织吹灰队列；

20、其中，积灰程度f为：

21、

22、可选地，响应吹灰队列中的受热面的吹灰请求，进行管路自动疏水包括：

23、在接收到吹灰队列中的受热面的吹灰请求时，判断管路疏水阀门的开闭状态；

24、若检测到管路疏水阀门未全部打开，则控制所有管路疏水阀门打开；

25、控制吹灰蒸汽主管路电动隔离阀打开，待隔离阀全部打开后开启蒸汽调节阀，并投入压力自动调节回路，以调节汽调节阀至蒸汽压力要求的阀位；

26、待疏水计时达到预设时间或疏水阀后温度达到规定值后，关闭疏水阀，疏水结束。

27、可选地，在管路自动疏水完成后，根据受热面的所处锅炉区域、不同锅炉区域使用的吹灰器以及预先配置的吹灰参数对所请求的受热面进行吹灰操作包括：

28、根据受热面所处锅炉区域，确定对应的吹灰器类型和数量；

29、读取并解析预先配置的吹灰参数；

30、接收并分析受热面的吹灰请求；

31、判断吹灰请求指示的区域是否有空预器区域，若有空预器区域，则按照预先配置的吹灰参数和对应的吹灰器类型和数量对空预器区域的冷端进行至少两遍吹灰，空预器区域的热端进行至少一遍吹灰；

32、判断吹灰请求指示的区域是否有水冷壁区域，若有水冷壁区域，则按照预先配置的吹灰参数和对应的吹灰器类型和数量对水冷壁区域的至少一个子区域进行至少一遍吹灰；

33、判断吹灰请求指示的区域是否有屏过、高过、高再、低过、低再水平烟道区域，若存在至少一项，则按照预先配置的吹灰参数和对应的吹灰器类型和数量对屏过、高过、高再、低过、低再水平烟道区域之中的至少一项进行包含左右对吹的至少一遍吹灰；

34、判断吹灰请求指示的区域是否有尾部烟道区域，若有尾部烟道区域，则按照预先配置的吹灰参数和对应的吹灰器类型和数量对尾部烟道区域进行包含左右对吹的至少一遍吹灰；

35、当吹灰队列中所有受热面的吹灰请求均处理完毕后，本轮吹灰流程结束，进入下一轮吹灰等待阶段。

36、可选地，预先配置的吹灰参数包括：

37、吹灰周期参数，根据锅炉的不同区域设定不同的吹灰周期，其中，锅炉水冷壁区域的吹灰周期为24小时，空预器冷端区域的吹灰周期为4小时，空预器热端区域的吹灰周期为8小时，屏过区域的吹灰周期为每周一次，高温过热器、低温过热器、低温再热器水平烟道受热区域的吹灰周期为24小时，若尾部烟道未安装声波吹灰器，则在未进行连续吹灰的情况下，尾部烟道的蒸汽吹灰周期为24小时；

38、吹灰压力参数，根据锅炉的不同区域的吹灰需求设定不同的压力值，压力调节回路能够自动根据不同受热面切换相应的压力设定值，至少包括水冷壁区域短吹、水平烟道和尾部烟道长吹以及空预器吹灰三个不同的压力设定值；

39、疏水时间参数，根据管路疏水状况进行动态调整，若超过设定最长时段未进行吹灰操作，则疏水时间应不少于30分钟；

40、吹灰器工作模式参数，包括对吹模式参数和单吹模式参数，其中，对吹模式参数指两支吹灰器在前后墙或左右墙同时进行吹灰，而单吹模式参数指单支吹灰器独立进行工作。

41、可选地，还包括：

42、在设备与参数异常报警触发或接收到运行人员发出的中断指令时，中断当前任意操作，当报警解除且收到中断复位指令后，继续执行中断前的操作。

43、可选地，异常报警包括以下几种异常情况：

44、吹灰器电机运行过载或电流超限；

45、疏水阀门和主管道隔离阀电机运行过载或开、关卡涩超时；

46、吹灰器前进超时或后退超时；

47、吹灰器动力柜电源消失；

48、锅炉mft动作；

49、吹灰蒸汽压力达到高限；

50、吹灰蒸汽压力达到低限；

51、其中，

52、对于包含吹灰器电机运行过载或电流超限，疏水阀门和主管道隔离阀电机运行过载或开、关卡涩超时，吹灰器前进超时或后退超时，吹灰蒸汽压力达到高限，吹灰蒸汽压力达到低限的能够故障自愈的报警，配置有故障自愈程序，故障自愈程序自动执行以下操作：进行阀门活动试验、当压力失控时，启动压力调节阀的超持保护自愈逻辑，使调节阀进入超持保护状态，阀门保持一设定开度，直至压力恢复设定值后，阀门解除超持保护状态，重新进行压力自动控制以及自动复位吹灰器和阀门过载热继电器；

53、对于包含吹灰器动力柜电源消失和锅炉mft动作的不能自愈的故障，处理方式为锁存报警状态，直至故障恢复且人工确认后方可复位中断。

54、第二方面，本发明实施例提供一种锅炉吹灰智能控制系统，包括：

55、积灰程度模块，用于根据获取的至少一个积灰影响因素确定受热面的积灰程度；

56、队列组织模块，用于基于受热面的积灰程度组织吹灰队列；

57、自动疏水模块，用于响应吹灰队列中的受热面的吹灰请求，进行管路自动疏水；

58、吹灰模块，用于在管路自动疏水完成后，根据受热面的所处锅炉区域、不同锅炉区域使用的吹灰器以及预先配置的吹灰参数对所请求的受热面进行吹灰操作；

59、吹灰判定模块，用于吹灰操作完成后，判断是否满足设定的结束条件，若不满足结束条件，则等待下一轮吹灰操作，直至吹灰队列中所有受热面的吹灰请求均已实现复位。

60、第三方面，本发明实施例提供一种锅炉吹灰智能控制设备，包括：

61、一对冗余工业控制器，被配置为通过附属的io采集与驱动组件接收并处理来自锅炉的多项数据，以用于执行如上所述的锅炉吹灰智能控制方法；

62、一组态与数据服务器，被配置为实现控制器算法编程与下载、上位机组态编辑以及数据存储功能；

63、一上位机监控电脑，被配置为显示整套锅炉吹灰系统的设备运行状态，并供运行值班人员监盘使用；

64、冗余的千兆工业以太网，被配置为在工业控制器、组态与数据服务器以及上位机监控电脑之间传输数据。

65、第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，可执行指令被处理器执行时实现如上所述的锅炉吹灰智能控制方法。

66、(三)有益效果

67、本发明的有益效果是：

68、首先，本发明能够根据多个积灰影响因素精确地确定受热面的积灰程度，这一功能使得对积灰情况的判断更为准确和及时，减少了吹灰蒸汽的损失。基于受热面的积灰程度，智能地组织吹灰队列，从而优化了吹灰的顺序和频率，提高了吹灰的效率和针对性。

69、其次，一旦有受热面发出吹灰请求，程序会立即响应并进入管路疏水环节。这一环节有效地确保了吹灰过程中的安全性和效率，因为疏水过程可以防止因管路内积水或杂质而导致的吹灰效果不佳或设备损坏。疏水完成后自动进入锅炉吹灰环节。这一环节的自动化执行大大提高了吹灰的准确性和效率，避免了人为操作可能带来的误差和延误。

70、接着，根据受热面所处的锅炉区域、该区域使用的吹灰器以及预先配置的吹灰参数，对所请求的受热面进行精准的吹灰操作。这种精细化的管理方式，确保了每一处的积灰和结焦都能被有效清除，从而维护了锅炉的高效换热性能，其不仅提升了吹灰效果，还节约了维修成本，有助于延长锅炉设备的使用寿命。

71、由此，本发明通过精确诊断积灰程度、智能组织吹灰队列、自动管路疏水、定制化吹灰操作以及连续的吹灰循环，实现了锅炉吹灰的无人操作和少人值守，大大提高了锅炉的运行效率和安全性，降低了维护成本，延长了设备的使用寿命。