CN101398370B - 锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统，包括采样系统和采样控制与处理系统，所述采样系统包括烟气采样探管，在烟气采样探管之后接设置有温控装置的烟气采样探头保温盒，在探头保温盒之后连接有电伴热管、快速冷却器，之后分为两个支路，其中一路为烟气旁路，另一路依次连接样气隔断电磁阀、样气采样泵、标定/采样三通电磁阀、0.1μm陶瓷过滤器、样气调节针阀及流量计和烟气分析仪表；所述采样控制与处理系统包括：可控制采样系统运行的PLC；与烟气分析仪表通过数据线相接的数据采集器；与数据采集器通过数据线相连接的工控机。本发明可以实现在线监测锅炉水冷壁高温腐蚀速率、为锅炉燃烧优化提供受热面安全评价依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测系统，尤其是涉及一种锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统。属于电力及动力工程技术领域。
背景技术
锅炉高温腐蚀监测的目的是确定锅炉水冷壁高温腐蚀速率，合理配置锅炉燃烧工况参数以防止水冷壁爆管。
水冷壁高温腐蚀速率是指锅炉运行时水冷壁在高温烟气气氛下壁厚减薄的快慢程度，当壁厚减薄至安全强度以下时必须更换相应水冷壁管。现有监测水冷壁高温腐蚀速率的技术一般为在锅炉停炉时实测水冷壁管壁厚度，通过两次停炉壁厚测试结果的差值可计算该期间平均高温腐蚀速率。
停炉测量的方法应用比较广泛，其优点在于方法直观、结果准确。其缺点在于不能在锅炉运行中知道实时的高温腐蚀速率，无法根据锅炉燃烧烟气中CO、SO2、H2S等气体浓度合理配置燃烧氧量以及其它工况参数以降低锅炉高温腐蚀速率，防止水冷壁爆管。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以实时监测锅炉水冷壁高温腐蚀速率、为锅炉燃烧优化提供受热面安全评价依据的高温腐蚀速率在线监测系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统，其特征在于：包括采样系统和采样控制与处理系统，所述采样系统包括：
安装在炉膛高温区域水冷壁鳍片处的烟气采样探管，在烟气采样探管之后接烟气采样探头保温盒，在烟气采样探头保温盒内设置有温控装置；所述的温控装置包括与烟气采样探管相连的2μm陶瓷过滤器、2μm陶瓷过滤器之后连接电加热棒、电加热棒之后连接采样探头烟气隔断电磁阀，反吹压缩空气隔断电磁阀作为支路同时连接在电加热棒之后；在烟气采样探头保温盒之后连接有电伴热管，之后连接快速冷却器，所述快速冷却器的冷却水由蠕动排水泵排出系统，快速冷却器之后分为两个支路，其中一路依次连接烟气旁路排空电磁阀、烟气旁路排空采样泵和烟气旁路排空调节针阀及流量计，另一路依次连接样气隔断电磁阀、样气采样泵、标定/采样三通电磁阀、具有湿度报警器的0.1μm陶瓷过滤器、样气调节针阀及流量计和O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表，最后连接烟气排放管；标定/采样三通电磁阀同时与标准气体五切一切换装置相接；
所述采样控制与处理系统包括：
通过控制线可控制采样系统的反吹时间和频率、标定时间、各采样泵的运行并能接受湿度报警器发出的信号的PLC；
与O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表通过数据线相接、可存储机组DCS数据的数据采集器；
与数据采集器通过数据线相连接、可计算并输出实时锅炉水冷壁高温腐蚀速率数据结果的工控机。
锅炉燃烧时炉膛高温腐蚀速率主要与烟气中CO、O2、SO2、H2S等成份浓度、锅炉负荷、燃煤含硫量等相关，本发明通过现场试验和实验室高温腐蚀实验获得高温腐蚀速率计算模型，然后通过在线监测烟气成份和锅炉运行参数实时计算高温腐蚀速率以指导锅炉燃烧工况优化调整，同时为锅炉检修提供建议。
根据实验室模拟炉膛烟气成份获得的高温腐蚀速率解析式为y＝-0.0016x2+0.0579x，其中y为增重量占试验样本初重量的百分比(％)，x为CO质量分数(％)。
本发明所达到的有益效果：
本发明的锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统将炉膛内高温烟气抽出，经除灰脱水处理后进入烟气分析仪表分析相关烟气组份的浓度，其分析结果进入工控机进行计算，获得高温腐蚀速率结果，所以可以实现在线监测锅炉水冷壁高温腐蚀速率、为锅炉燃烧优化提供受热面安全评价依据。
附图说明
图1是本发明的锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。图1是本发明的锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统构成示意图。
本发明的一种锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统，其特征在于：包括采样系统和采样控制与处理系统，所述采样系统包括：
安装在炉膛高温区域水冷壁鳍片处的烟气采样探管1，在烟气采样探管1之后接烟气采样探头保温盒2，在烟气采样探头保温盒2内设置有温控装置，在烟气采样探头保温盒2之后连接有电伴热管7，之后连接快速冷却器8，所述快速冷却器8的冷却水由蠕动排水泵9排出系统，快速冷却器8之后分为两个支路，其中一路依次连接烟气旁路排空电磁阀10、烟气旁路排空采样泵11和烟气旁路排空调节针阀及流量计12，另一路依次连接样气隔断电磁阀22、样气采样泵20、标定/采样三通电磁阀19、具有湿度报警器的0.1μm陶瓷过滤器18、样气调节针阀及流量计17和O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表16，最后连接烟气排放管，标定/采样三通电磁阀19同时与标准气体五切一切换装置13相接；
所述采样控制与处理系统包括：
通过控制线可控制采样系统的反吹时间和频率、标定时间、各采样泵的运行并能接受湿度报警器发出的信号的PLC 21；
与O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表16通过数据线相接、可存储机组DCS数据的数据采集器14；
与数据采集器14通过数据线相连接、可计算并输出实时锅炉水冷壁高温腐蚀速率数据结果的工控机15。
所述烟气采样探头保温盒2内设置的温控装置包括与烟气采样探管1相连的2μm陶瓷过滤器3、2μm陶瓷过滤器3之后连接电加热棒4、电加热棒4之后连接采样探头烟气隔断电磁阀6，反吹压缩空气隔断电磁阀5作为支路同时连接在电加热棒4之后。
本发明的锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统主要工作流程为将炉膛内高温烟气抽出，经除灰脱水处理后进入烟气分析仪表分析相关烟气组份的浓度，其分析结果进入工控机进行计算，获得高温腐蚀速率结果。下面对气体流程和数据流程分别阐述。
气体流程：炉内烟气通过烟气采样探管1进入系统，在2μm陶瓷过滤器3中将灰去除并被电加热棒4加热至150℃，依次流经采样探头烟气隔断电磁阀6和电伴热管7并保持烟气温度为150℃，然后流经快速冷却器8脱水，之后分成两路，其一经烟气旁路排空电磁阀10、烟气旁路排空采样泵11以及烟气旁路排空调节针阀及流量计12排空；另一路为样气，经样气隔断电磁阀22、样气采样泵20、标定/采样三通电磁阀19、0.1μm陶瓷过滤器(含湿度报警器)18后成为无水无尘的烟气，最后经样气调节针阀及流量计17后进入O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表16在线测量其中O2、CO、SO2、NO等浓度。另外，为确保O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表16的测量准确度，已知浓度的标准气体(N2、O2、CO、SO2、NO)可通过标准气体五切一切换装置13、标定/采样三通电磁阀19等进入O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表16进行各测量通道标定以消除漂移误差。为防止系统运行中烟气采样探管1和2μm陶瓷过滤器3堵塞，压缩空气经反吹压缩空气隔断电磁阀5对烟气采样探管1和2μm陶瓷过滤器3进行反吹洗，将积聚的灰吹回烟道。
数据流程：O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表16输出的气体浓度数据和机组DCS数据经数据采集器14处理后进入安装在工控机15上的在线高温腐蚀速率计算模型，获得水冷壁高温腐蚀速率，并将结果输出。
控制流：PLC 21通过控制线可控制采样系统的反吹时间和频率、标定时间、各采样泵的运行，并能接受湿度报警器发出的信号，以保证系统正常工作。
以上已以较佳实施例公布本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种锅炉水冷壁高温腐蚀在线监测系统，其特征在于：包括采样系统和采样控制与处理系统，所述采样系统包括：
安装在炉膛高温区域水冷壁鳍片处的烟气采样探管(1)，在烟气采样探管(1)之后接烟气采样探头保温盒(2)，在烟气采样探头保温盒(2)内设置有温控装置，所述的温控装置包括与烟气采样探管(1)相连的2μm陶瓷过滤器(3)，2μm陶瓷过滤器(3)之后连接电加热棒(4)，电加热棒(4)之后连接采样探头烟气隔断电磁阀(6)，反吹压缩空气隔断电磁阀(5)作为支路同时连接在电加热棒(4)之后；在烟气采样探头保温盒(2)之后连接有电伴热管(7)，之后连接快速冷却器(8)，所述快速冷却器(8)的冷却水由蠕动排水泵(9)排出系统，快速冷却器(8)之后分为两个支路，其中一路依次连接烟气旁路排空电磁阀(10)、烟气旁路排空采样泵(11)和烟气旁路排空调节针阀及流量计(12)，另一路依次连接样气隔断电磁阀(22)、样气采样泵(20)、标定/采样三通电磁阀(19)、具有湿度报警器的0.1μm陶瓷过滤器(18)、样气调节针阀及流量计(17)和O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表(16)，最后连接烟气排放管，标定/采样三通电磁阀(19)同时与标准气体五切一切换装置(13)相接；
所述采样控制与处理系统包括：
通过控制线可控制采样系统的反吹时间和频率、标定时间、各采样泵的运行并能接受湿度报警器发出的信号的PLC(21)；
与O2/CO/NO/SO2四通道烟气分析仪表(16)通过数据线相接、可存储机组DCS数据的数据采集器(14)；
与数据采集器(14)通过数据线相连接、可计算并输出实时锅炉水冷壁高温腐蚀速率数据结果的工控机(15)。
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