基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110987211A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911135970.1(22)申请日2019.11.19(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人吴玉新王景玉吕俊复张海杨海瑞(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人李郁(51)Int.Cl.G01K7/02(2006.01)G01F1/688(2006.01)G01K1/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法(57)摘要本发明公开了一种基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法。所述系统包括设置在高温受热面金属管上的若干组温度测点、设置在锅炉主管道上的蒸汽流量测点以及数据采集、处理和显示设备。一组温度测量点包含三个不同位置的温度测量点，分别是布置在受热管入口温度测点，布置在受热管高温区段温度测点以及布置在受热管出口温度测点。通过记录多个温度测点以及蒸汽流量测点联合测量的大量历史数据，计算得到不同锅炉负荷下，炉膛内侧高温区段温度测点与金属管外壁间的热阻，进而通过炉膛内侧高温区段温度测点测量的温度数据来准确表征金属管壁的实际运行温度。本发明具有设备简单、可靠性高等优点。CN110987211ACN110987211A权利要求书1/1页1.基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法，其特征在于，所述方法包括：在锅炉高温受热面选取待测金属管，分别在所述待测金属管入口、出口及高温区段表面布设温度测点，并通过锅炉DCS系统采集及记录相应的温度数据，包括待测金属管入口温度T0(P)、待测金属管高温区段温度T1(P)、待测金属管出口温度T2(P)；获取锅炉运行历史数据，所述锅炉运行历史数据包括锅炉负荷P及与锅炉负荷P对应的蒸汽流量值M(P)、待测金属管入口温度T0(P)、待测金属管高温区段温度T1(P)、待测金属管出口温度T2(P)；通过锅炉运行历史数据进行运算得到锅炉负荷为P时的平均记录蒸汽流量平均记录待测金属管入口温度平均记录待测金属管高温区段温度平均记录待测金属管出口温度通过公式计算得到锅炉负荷为P时高温受热面上的平均热流密度其中k1为根据锅炉受热管结构以及锅炉负荷确定的系数；通过公式计算得到锅炉负荷P对应的待测金属管高温区段温度测点与待测金属管壁间的热阻其中k2、k3、k4、k5、k6为根据锅炉受热管结构以及锅炉负荷确定的系数；通过公式修正锅炉运行时待测金属管高温区段温度测点测量得到的温度，得到待测金属管壁的实际运行温度Twall。2.根据权利要求1所述的基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法，其特征在于，所述待测金属管入口温度测点设置在待测金属管入口管段的外壁面，且所述待测金属管入口管段位于炉膛外；将入口温度热电偶末端固定在待测金属管入口管段的外壁面，并在所述入口温度热电偶末端包裹保温材料形成绝热层。3.根据权利要求1所述的基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法，其特征在于，所述待测金属管出口温度测点设置在待测金属管出口管段的外壁面，且所述待测金属管出口管段位于炉膛外；将出口温度热电偶末端固定在待测金属管入口管段的外壁面，并在所述出口温度热电偶末端包裹保温材料形成绝热层。4.根据权利要求1所述的基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法，其特征在于，所述待测金属管高温区段温度测点设置在待测金属管高温区段的迎火面，且所述待测金属管高温区段位于炉膛内。2CN110987211A说明书1/4页基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于运行数据的锅炉高温受热面金属壁温监测方法，属于能源工程领域。背景技术[0002]大型电站锅炉的炉膛以及对流烟道内布置着大量的高温金属受热面(如高温过热器、高温再热器等)。这些金属受热面实际上是由若干根金属管组成的管屏，高温蒸汽在管内流动，高温烟气在管外流动，二者通过金属管壁进行热交换。高温蒸汽在受热面管内流动，一方面自身被加热，另一方面也对金属管壁起到冷却保护的作用。高温金属受热面所在区域的烟气温度基本都在800℃以上，远超受热面管材的许用温度。若受热面金属管得不到良好的冷却，运行温度长期超过其许用温度，会造成蒸汽侧氧化皮快速生长剥落引起管道堵塞，严重时甚至会导致爆管泄露，严重影响锅炉的运行安全。[0003]为了追求更高的发电效率，人们不断地提高锅炉过热蒸汽、再热蒸汽的温度，这使得蒸汽对金属管壁的冷却能力下降。目前超(超)临界燃煤锅炉的典型过热/再热蒸汽的温度已经达到了600～620℃，而高温受热面常用管材的长期可用耐热温度仅为650～690℃，锅炉负荷变动时操作不当很容