一种气化炉水冷壁安全监测装置及方法.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CN110041968A(43)申请公布日2019.07.23(21)申请号201910379653.8F27D21/00(2006.01)(22)申请日2019.05.08F27D21/04(2006.01)(71)申请人中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司地址102209北京市昌平区北七家镇未来科技城华能人才创新创业基地实验楼A楼(72)发明人陶继业许世森樊强王鹏杰任永强刘刚(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人田洲(51)Int.Cl.C10J3/76(2006.01)F27D1/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种气化炉水冷壁安全监测装置及方法(57)摘要本发明公开一种气化炉水冷壁安全监测装置，包括水冷壁管；所述水冷壁管只有一个水冷壁管上水接口和一个水冷壁管回水接口；水冷壁管上水接口上安装有水冷壁上水温度测点；水冷壁管回水接口上安装有水冷壁回水温度测点、水冷壁回水压力测点和水冷壁管流量测点。本发明通过监测局部水冷壁的压力、流量、温升，计算该段水冷壁热负荷和状态，并通过监测控制模块，实时判断热负荷变化趋势和水冷壁内是否出现传热恶化，及时报警，从而及时调整运行工况，确保水冷壁安全。CN110041968ACN110041968A权利要求书1/1页1.一种气化炉水冷壁安全监测装置，其特征在于：包括水冷壁管(1)；所述水冷壁管(1)只有一个水冷壁管上水接口(2)和一个水冷壁管回水接口(3)；水冷壁管上水接口(2)上安装有水冷壁上水温度测点(4)；水冷壁管回水接口(3)上安装有水冷壁回水温度测点(5)、水冷壁回水压力测点(6)和水冷壁管流量测点(7)。2.根据权利要求1所述的一种气化炉水冷壁安全监测装置，其特征在于：还包括监控报警模块(8)；所述监控报警模块(8)以冷壁回水压力测点(6)所测压力为水蒸气饱和分压，利用该水蒸气饱和分压对应的饱和温度与水冷壁回水温度测点(5)所测温度比较，对水冷壁是否产生传热恶化进行监测。3.根据权利要求1所述的一种气化炉水冷壁安全监测装置，其特征在于：水冷壁上水温度测点(4)、水冷壁回水温度测点(5)、水冷壁回水压力测点(6)和水冷壁管流量测点(7)均为传感器，具有远传功能。4.根据权利要求1所述的一种气化炉水冷壁安全监测装置，其特征在于：所述的监控报警模块(8)中嵌入水-水蒸气数据。5.根据权利要求4所述的一种气化炉水冷壁安全监测装置，其特征在于：所述的水-水蒸气数据包含温度、饱和分压和比焓。6.根据权利要求1所述的一种气化炉水冷壁安全监测装置，其特征在于：当水冷壁由多个水冷壁管(1)构成时，选择正常运行时水冷壁管(1)内循环水处于欠饱和状态的水冷壁管作为监测点。7.根据权利要求6所述的一种气化炉水冷壁安全监测装置，其特征在于：水冷壁管(1)为盘管式、列管式或多根钢管通过联箱组成的水冷壁局部换热面。8.根据权利要求1所述的一种气化炉水冷壁安全监测装置，其特征在于：水冷壁管(1)炉内向火侧敷有耐火衬里(9)，稳定运行时耐火衬里(9)表面形成固定渣层(10)和流动渣膜(11)。9.一种气化炉水冷壁安全监测方法，其特征在于，基于权利要求1至8中任一项所述的一种气化炉水冷壁安全监测装置，所述监测方法包括：利用上水温度测点(4)测出温度T1，利用水冷壁回水温度测点(5)测出温度T2、利用水冷壁管流量测点(7)测出流量m，得出水冷壁热负荷变化趋势Q，Q的计算公式为：Q＝m*(h2-h1)其中h2为温度T2下水冷壁循环水比焓，h1为温度T1下水冷壁循环水比焓；当Q发生变化时，根据水冷壁回水压力测点(6)计量压力作为水蒸气饱和分压读取对应的饱和温度，将该温度与水冷壁回水测点(5)所计量的温度作比较，当水冷壁回水测点(5)所计量的温度小于上述饱和温度3℃，表明可能发生过冷沸腾而引起传热恶化，当水冷壁回水测点(5)所计量的温度达到上述饱和温度，意味着已经发生了传热恶化。2CN110041968A说明书1/4页一种气化炉水冷壁安全监测装置及方法技术领域[0001]本发明属于水冷壁安全监测技术领域，具体涉及一种气化炉水冷壁安全监测装置及方法。背景技术[0002]粉煤加压气化技术是煤炭清洁高效转化的主要途径。水冷壁构成了气化炉反应室，是粉煤加压气化技术的最核心部件。同热壁炉的耐火砖相比，水冷壁使用寿命长、造价低，它不需要更换炉砖，耐温性能好，可适应更高灰熔点的煤种；水冷壁还能回收高温合成气显热，副产大量中压蒸汽，因而大幅度提高了能源利用效率。鉴于以上优势，水煤浆气化技术也在向水冷壁作内件的方向发展。[0003]但是，气化炉反应室的热负荷分布并不均匀。比如，气化炉穹顶、渣口盘管换热面，