一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法和系统.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CN107490000A(43)申请公布日2017.12.19(21)申请号201710752198.2(22)申请日2017.08.28(71)申请人北京航空航天大学地址100083北京市海淀区学院路37号申请人中国特种设备检测研究院(72)发明人钱林峰黄勇钱公邵将刘光奎杨旭(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人王宝筠(51)Int.Cl.F22B35/18(2006.01)F22B37/38(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图1页(54)发明名称一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法和系统(57)摘要本发明提供了一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法和系统，包括：实时采集电站锅炉的运行参数；根据所述运行参数计算出任一异种钢接头部位的最大热负荷、任一微元段的焓增、导热系数和内壁氧化皮的厚度；根据所述最大热负荷、所述任一微元段的焓增、所述导热系数和所述内壁氧化皮的厚度计算出所述异种钢接头的壁温；判断所述壁温是否超过预警壁温，若是，则发出超温警报。由于本发明结合异种钢接头部位的导热系数和内壁氧化层的厚度等计算出了异种钢接头部位的壁温，因此，与现有技术相比，本发明计算出的异种钢接头部位的壁温数据的准确度更高，从而能够更加精确地对异种钢接头的安全状况和剩余寿命进行评估。CN107490000ACN107490000A权利要求书1/3页1.一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法，其特征在于，包括：实时采集电站锅炉的运行参数；根据所述运行参数计算出任一异种钢接头部位的最大热负荷、任一微元段的焓增、导热系数和内壁氧化皮的厚度；根据所述最大热负荷、所述任一微元段的焓增、所述导热系数和所述内壁氧化皮的厚度计算出所述异种钢接头的壁温；判断所述壁温是否超过预警壁温，若是，则发出超温警报。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述异种钢接头部位的导热系数包括：根据公式λ'＝λ1-(h/s)*(λ1-λ2)计算所述异种钢接头部位的导热系数；其中，λ'为所述异种钢接头的焊缝上下长度为S的区域的导热系数；h为距离所述焊缝的尺寸，λ1、λ2分别为构成所述异种钢接头的两种不同材料的钢管的导热系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述异种钢接头部位的内壁氧化皮的厚度包括：根据公式计算所述异种钢接头部位的内壁氧化皮的厚度；其中，X为所述内壁氧化皮的厚度，T为集箱出口介质温度，t为所述电站锅炉的运行时间，ξ为修正系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算任一异种钢接头部位的最大热负荷和任一微元段的焓增包括：根据公式计算所述最大热负荷；根据公式计算所述任一微元段的焓增；其中，qmax为所述最大热负荷，η为对流热负荷增大系数，φ为辐射热负荷曝光系数，qp、qd、ξ1、ξ2分别为屏间烟气辐射和对流热负荷及其偏差系数，qf、p分别为屏前、屏后、屏中及屏下烟室的辐射热负荷及其偏差系数，Hd、Hf、Hp分别为对流受热面积、屏辐射面积以及屏间辐射面积，Δi为所述任一微元段的焓增，D为蒸汽流量，Kr、Kh分别为宽度和高度的吸热偏差系数，E0、d、l分别为所述异种钢接头部位的面积折算系数、长度和管外径。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述最大热负荷、所述导热系数、所述任一微元段的焓增和所述内壁氧化皮的热阻计算出所述异种钢接头的壁温包括：根据公式计算出所述异种钢接头的壁温；其中，twb为所述异种钢接头部位的壁温，t0为所述微元段的进口处的温度，R为所述异种钢接头部位的蒸汽比热，β为所述异种钢接头部位钢管的内外径之比，μ为均流系数，α2为蒸汽侧换热系数，δ为所述异种钢接头部位钢管的管壁厚度，Ryh＝X/λ'。2CN107490000A权利要求书2/3页6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发出警报之后，还包括：若所述壁温高于所述预警壁温且在第一预设时间内不再超温，则计入一次超温，并对所述异种钢接头进行剩余寿命的评估；当所述壁温高于所述预警壁温的持续时间大于第二预设时间且在间隔一定时间后重复，则对所述异种钢接头进行安全评估。7.一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于实时采集电站锅炉的运行参数；第一计算模块，用于根据所述运行参数计算出任一异种钢接头部位的最大热负荷、任一微元段的焓增、导热系数和内壁氧化皮的厚度；第二计算模块，用于根据所述最大热负荷、所述任一微元段的焓增、所述导热系数和所述内壁氧化皮的厚度计算出所述异种钢接头的壁温；安全预警模块，用于判断所述壁温是否超过预警壁温，若是，则发出超温警报。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一计算模块包括最大热负荷计算模块、焓增计算