摘要：本随着电厂自动化及智能化技术的发展，部分电厂开始试水智能吹灰项目，以期望将传统的“定时吹灰”向“按需吹灰”转变。但市场上提供智能吹扫设备的厂家众多，技术流派不同，且由于是国内较为新颖的项目，电厂技术人员经验储备不足，选择比较耗时耗力。本文拟通过主要设备厂家的技术及商业效果对比分析，得出较为清晰的高性价比改造方案。
关键词：智能电站；自动化；智能吹灰
国内目前绝大部分火电机组锅炉吹灰器均按照传统的吹灰方式进行吹灰（即按照事先设定的吹灰方式、吹灰顺序进行吹灰，一天一次、一天两次或者一班一次），传统吹灰不进行判断受热面沾污程度判断，因而存在过吹或欠吹的现象。且运行需要全程监控吹灰过程，工作量大。随着电厂自动化及智能化技术的发展，部分电厂开始试水智能吹灰项目，以期望将传统的“定时吹灰”向“按需吹灰”转变，达到防止过吹、欠吹，节省蒸汽耗用量，和减轻人员操作强度目的。而市场上提供智能吹扫设备的厂家众多，技术流派不同，且由于是国内较为新颖的项目，电厂技术人员经验储备不足，选择比较耗时耗力。本文拟通过主要设备厂家的技术及商业效果对比分析，得出较为清晰的高性价比改造方案。
考虑到该项目主要为近几年投入商业，且国内电厂采购基本为招标模式。本文拟定研究方法为，通过中国招标采购网搜索近十年内关键词“智能吹灰”的采购项目，收集300MW以上火电机组智能吹灰改造中标单位及联系方式，进行中标单位技术归类和商用效果调研。通过对比分析得出推进方案。
1.国内智能吹灰使用现状介绍
经过调研和归类，目前已知的智能吹灰控制从技术上大体可分为三类：
第一类是依托高校的科研项目，技术类型与课题研究方向相关。如华北电力，重庆大学等均有实施过此类项目。该类方案缺点是商用经验少，对高校导师的技术依赖性大，后续研发与服务能力不确定。如国华某电厂采用的某高校开发的智能吹灰系统，调试效果不佳，目前停用。不推荐采用该类方案。
第二类是采用称重传感器和热流传感器测量出各受热面的积灰程度，根据积灰程度给出吹灰策略，并配合“过吹”和“欠吹”保护调节，进行智能吹灰控制。方案缺点是只考虑受热面清洁因素，未能将整个锅炉的性能参数考虑进去。且热流传感器故障后不易在线维修。方案对单一设备的可靠性依赖大，设备缺陷或故障，对系统运行可靠性的影响较大。如大唐托克托电厂1号机组采用的ISB智能吹灰优化系统，实际运行中，锅炉操作人员并不是根据该系统提出的吹灰建议进行按需吹灰。新疆五彩池电厂35万机组使用的上海某公司产品，目前也已停用。
第三类是依据锅炉燃烧及锅炉性能而建立一个特殊模型，通过模型和DCS数据反推出锅炉各部件清洁度、以及对机组性能的影响最小的吹灰控制策略。该方案是智能吹灰的主流研究方向，缺点是要求厂家具备较高的技术研究能力与丰富锅炉运行经验，以及需要长时间，多工况的模型调试工作。后文的智能吹灰介绍仅指该方案。
2.锅炉热力平衡智能吹灰技术
第三类智能吹灰系统基本都是基于锅炉热力平衡基本原理，利用从电厂DCS读取的相关锅炉受热面压力、温度、流量等实时运行值，连续更新地计算出锅炉各部件实时清洁度、炉膛出口温度、机组效率等性能值，根据锅炉经验编制吹灰策略，有目的地对锅炉的各受热面进行选择性吹灰。从而达到最优的吹灰效果。
主要实现两个目的：一是在保证受热面清洁的同时实现“按需适量”吹灰，与人工定时吹灰相比，节省蒸汽耗用量，提高受热面寿命。二是将智能吹灰与锅炉性能结合起来，将吹灰过程对主再热气温，尾部烟道及空预器腐蚀等因素综合考虑，得出最佳吹灰方案，提升锅炉效率。
该类智能吹灰项目均是在省煤器出口烟道出增加智能吹灰测点，送入DCS中。配置智能吹灰服务器安装在DCS电子间，与DCS系统通过通讯协议连接，智能吹灰服务器只进行智能运算，吹灰器控制由DCS实现。
a) 热电偶和氧量计的安装。
智能吹灰系统需在炉膛尾部增加一个矩阵温度测量单元（36只热电偶）和一个矩阵氧量测量单元（8只氧量计）。相关测量信号需要送入DCS。
图1 温度和氧量测点安装示意图
b) 智能吹灰服务器与DCS通讯。
智能吹灰服务器需要和DCS进行通讯连接，以从DCS获取运行数据，进行智能运算，并将运算结果送入DCS，通过DCS逻辑判断后，调用相应的吹灰控制程序，完成吹扫任务。通讯协议通常采用MODBUS进行通讯，并配合少量的I/O硬接线通讯。电厂/DCS厂家需要向智能吹灰厂家提供DCS所有的IO点表。
图2 智能吹灰技术方案
3.代表厂家及业绩调研
通过初步调研，目前国内市场上技术能力较好或应用业绩较多的智能吹灰厂家主要有：山东泓奥、国电龙源、北京巴威。
山东泓奥主要业绩为：
电话调研了华电邹县电厂和大唐托克托电厂，答复安装了智能吹灰系统，但未经过较好的调试，目前都处于停用状态。山东泓奥的业绩虽然较多，但成功实施的项目仅同煤塔山一台机组（600MW超临界机组），因此技术积累上比较欠缺。
国电龙源主要业绩：
国电建投内蒙古布连电厂 #1、#2锅炉 660MW超超临界机组
国电康平电厂#1锅炉 600MW超临界机组
国电荥阳电厂 #1、#2锅炉 600MW超临界机组
龙源业绩主要集中在国电系统内，其中内蒙古布连电厂智能吹获国电科技成果二等奖，也是龙源的主要推荐项目。国电龙源依托国电集团的优势，具有较强的技术研究能力和商业应用条件。
北京巴威公司在国内的业绩仅有国华准格尔电厂，项目2011年实施，2015年投入运行，目前运行情况良好。虽然其国内业绩少，但依托了美国巴威的技术优势，美国巴威的智能吹灰在80年代起步，国外业绩众多，商业应用经验丰富，技术积累雄厚，而且是锅炉的制造企业，有着丰富的锅炉设计、制作和运行经验。具备国电龙源不可比拟的技术优势。
4.工程报价调研
国电龙源和山东泓奥预算价格为100万/台，北京巴威预算价格为400万/台。
5.调研分析结论
建议选用基于锅炉热力平衡技术的智能吹灰项目，该技术的难点在于智能控制模型的建立和多种工况下的模型调试。对厂家的技术实力要求较高。综合比较来看，北京巴威的技术实力最优，但费用过高，且仅服务于巴威锅炉；国电龙源、山东泓奥等国内厂家报价相当，但国电布连电厂的成功投用，明显提升了国电龙源的技术优势。
因此，建议重点调研国电布连电厂、国华准格尔电厂的项目差异情况；考察国电龙源、山东泓奥等基于锅炉热力平衡技术实现智能吹灰厂家的技术能力状况与商用业绩情况。同时，本文调研数据截止2017年，请选择性参考。
参考文献
[1]巴威对冲式锅炉吹灰方式优化研究，国华准格尔电厂技术方案.
[2]北京巴威智能吹灰介绍.
[3]国电布电厂连吹灰说明.
[4]公司产品介绍_积灰渣检测系统 上海克莱德贝尔格曼机械有限公司.
[5]龙源技术智能吹灰控制系统技术方案介绍.
论文作者:王浩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/9
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