摘 要 对于发电厂锅炉普遍存在的受热面结渣现象，提出了一种以压电式加速度传感器测量落渣撞击信号，从而判断冷灰斗水冷壁所受落渣冲击的大小和位置的方法。为验证该方法的准确性，在实验室搭建了模拟的锅炉水冷壁落渣场景，通过在冷灰斗4个位置对称布置加速度传感器，测得4个振动起始时间和最大振幅，以此来判断落渣大致区域，同时通过计算拟合得到渣块与冷灰斗间的碰撞系数。在某发电厂锅炉安装传感器进行现场试验，结果表明该方法具有较好的定位和测量落渣质量的效果。
我国煤炭资源丰富，但不同煤种的品质参差不齐。根据我国现行能源政策，为保证能源的高效利用，提高经济效益，发电厂动力用煤普遍质量偏差，含灰量和含硫量都比较高，且煤种多变，实际燃用煤质经常偏离设计值，因此发电厂锅炉普遍存在受热面结渣现象［1］。发电厂锅炉受热面结渣不仅导致锅炉受热面传热性能变差，增加了排烟损失，降低锅炉效率，而且由于烟气通流面积减小，增加风机电耗［2］；严重结渣会造成冷灰斗出渣不畅，大渣块的脱落甚至会损坏冷灰斗及水冷壁管，造成重大安全事故，严重影响锅炉的安全运行［3］。因此，预防和减轻发电厂锅炉受热面积灰结渣是确保机组安全经济运行的重点。当渣块在受热面上积聚到一定程度后，受热面管壁对渣块的附着力不足以抵消渣块自身重力影响，就会出现渣块的掉落。当积聚产生的掉落渣块足够大时，甚至存在炉膛火焰熄灭、砸坏炉膛水冷壁管束和冷灰斗、引发炉膛爆炸等重大事故的可能。在各种避免锅炉炉膛严重积灰或结渣的技术措施中，运行中对受热面进行蒸汽或空气吹扫是一种有效且普遍采用的手段。如何准确监测受热面的结渣程度，减少炉内结渣，避免锅炉掉大渣对故障发电厂锅炉的安全运行具有重要的意义。多年来国内外学者对炉膛结渣的影响因素进行了广泛的研究，提出了多种结渣监测的方法，文献［4-5］通过直接或间接的方法监测炉膛出口的烟温来判断锅炉整体结渣情况；文献［6］在炉膛水冷壁上安装热流计根据受热面吸收热流的变化分析结渣趋势；文献［7-8］采用红外成像相机测量水冷壁表面的辐射发射率或者红外光谱识别水冷壁表面结渣产物来监测结渣程度。但炉膛出口烟温只能反应锅炉整体结渣程度，不能确定具体的结渣区域；热流计的安装需要对锅炉进行改造，会降低水冷壁管强度，且造价和维护费用都较为昂贵［9］。针对上述方法存在的不足，本文提出基于冷灰斗振动信号的锅炉落渣监测和控制方法，通过监测锅炉炉膛渣块掉落撞击冷灰斗产生的振动信号，分析计算得到落渣区域和渣块质量，进而推断结渣严重区域和结渣程度，适时调整锅炉的配风方式和吹灰器投用，避免大渣块的掉落，保证锅炉的安全运行。该方法所需布置的测点少，对锅炉的改造工程小，且具有较强的抗噪声干扰能力。
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