一、技術(shù)名稱：電站鍋爐智能吹灰優(yōu)化與在線結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：電力、鋼鐵、石化、水泥等行業(yè)火力發(fā)電機組鍋爐
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
在電站及工業(yè)鍋爐運行中，鍋爐結(jié)渣、積灰是個長期存在的問題。由于缺乏科學(xué)的監(jiān)測方法指導(dǎo)鍋爐水冷璧、再熱器、過熱器、省煤器“四管”及省煤器后部煙道空預(yù)器進(jìn)行吹灰，導(dǎo)致吹灰頻次不合理，“四管”局部污染和磨損嚴(yán)重及結(jié)焦，從而造成吹灰汽源浪費、鍋爐效率降低，并給鍋爐的安全和可靠運行帶來很大隱患。鍋爐結(jié)渣、積灰不但增加了鍋爐受熱面的傳熱阻力，使受熱面?zhèn)鳠釔夯⒚汉脑黾樱档湾仩t的熱經(jīng)濟性，還可能造成煙氣通道的堵塞，影響鍋爐的安全運行，嚴(yán)重時會發(fā)生設(shè)備損壞、人身傷害事故，對鍋爐運行危害嚴(yán)重。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量14萬tce/a，CO2減排約37萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
電站鍋爐智能吹灰優(yōu)化與在線結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)，是以能量守恒定律、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)原理為基礎(chǔ)，建立軟測量模型、統(tǒng)計回歸、模糊邏輯數(shù)學(xué)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分析運算體系，將鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器”四管”及省煤器后尾部煙道空預(yù)器污染程度進(jìn)行量化處理和圖像轉(zhuǎn)換，顯示實時參考畫面和污染數(shù)據(jù)，使各受熱面的污染率”可視化”，并根據(jù)臨界污染因子及機組運行狀況提出優(yōu)化策略，從而實現(xiàn)”按需吹灰”和節(jié)能降耗、提高鍋爐效率。
2.關(guān)鍵技術(shù)
建立爐膛、對流受熱面和空預(yù)器的污染監(jiān)測模型（包括灰污增長和衰減模型），建立軟測量模型、統(tǒng)計回歸、模糊邏輯數(shù)學(xué)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分析運算體系，建立基于經(jīng)濟分析的吹灰指導(dǎo)模型和結(jié)焦預(yù)警模型。
3.工藝流程
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已廣泛地應(yīng)用于各種復(fù)雜系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的建模過程，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過對樣本集合的學(xué)習(xí)，提取出有效的知識和規(guī)則，通過對權(quán)值和閾值的修正，實現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的模化。即使只有一個隱層，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也能一致近似任何連續(xù)函數(shù)，從而為非線性系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模提供了理論依據(jù)。模型采用了一層隱層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)如圖3所示。
單位時間段內(nèi)，吹灰次數(shù)越多，總的吹灰收益越大，顯示了吹灰收益與吹灰頻率的關(guān)系，如圖4所示。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
主要是減少鍋爐“四管”吹損及吹損泄漏造成的非正常停機幾率。同時改善鍋爐性能指標(biāo)：平均降低鍋爐排煙溫度2-6℃，減少吹灰次數(shù)20%-60%。其中，135MW-200MW機組鍋爐一般降低4-10℃，減少吹灰次數(shù)40%-70%；200MW-300MW，一般降低3-6℃，減少吹灰次數(shù)30-60%；600MW-1000MW機組一般降低1-4℃，減少吹灰次數(shù)20%-40%。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
通過山東省科學(xué)技術(shù)廳的科技成果鑒定，山東省科技進(jìn)步三等獎，中國電子工業(yè)學(xué)會科技進(jìn)步三等獎，山東省計算機應(yīng)用優(yōu)秀成果三等獎。截止到2013年底，該項目產(chǎn)品已在五大發(fā)電集團(tuán)下屬20多個電廠50多臺機組投入使用，產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，運行可靠，性能穩(wěn)定，節(jié)能效果明顯，得到了電廠用戶的認(rèn)可和信賴。
七、典型應(yīng)用案例
典型案例1
應(yīng)用單位：華電鄒縣發(fā)電有限公司
技術(shù)提供單位：山東泓奧電力科技有限公司
建設(shè)規(guī)模：1000MW機組#7鍋爐”鍋爐智能吹灰優(yōu)化與結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)”節(jié)能技術(shù)改造。主要技改內(nèi)容：增加部分煙溫測點，增加一臺上位機，與原有SIS系統(tǒng)連接，建立爐膛、對流受熱面和空預(yù)器的污染監(jiān)測模型（包括灰污增長和衰減模型），建立軟測量模型、統(tǒng)計回歸、模糊邏輯數(shù)學(xué)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分析運算體系，建立基于經(jīng)濟分析的吹灰指導(dǎo)模型。節(jié)能技改投資額約180萬元，建設(shè)期8個月。年綜合節(jié)能量1315tce，年綜合經(jīng)濟效益直接收益（不考慮吹損爆管）182.3萬元，投資回收期1年。
典型案例2
應(yīng)用單位：華電鄒縣發(fā)電有限公司
技術(shù)提供單位：山東泓奧電力科技有限公司
建設(shè)規(guī)模：600MW機組#6鍋爐“智能吹灰優(yōu)化與在線結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)”節(jié)能技術(shù)改造。主要技改內(nèi)容：新增1套采集器、1臺套服務(wù)器、1臺工控機和1套顯示器，并建立數(shù)據(jù)采集 和傳輸系統(tǒng)，建立吹灰優(yōu)化和結(jié)焦預(yù)警系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額150萬元，建設(shè)期9個月。年 綜合節(jié)能量7000tce，年綜合經(jīng)濟效益560余萬元，投資回收期4個月。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
預(yù)計未來5年總投入1500萬元，技術(shù)在行業(yè)內(nèi)推廣比例達(dá)到20%，節(jié)能量達(dá)到54萬tce/a，減碳量達(dá)到143萬tCO2/a。
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