CN103170483B - 一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，该装置包括水蒸汽供给装置、流量调节装置、带有加热保温层的吹扫管路、带有连续称量装置的收集装置。流量调节装置包括蒸汽增压泵（2）、一号调节阀（3）、流量计（4）、一号压力表（5）；带有加热保温层的吹扫管路包括二通管（6）、（8），U形管（19），钢制高压法兰（21）、（22），加热保温层和测温装置；收集装置包括带有二号调节阀（10）和二号压力表（9）的直管和连续称量装置；连续称量装置包括固定装置、高精度电子秤（17）、隔热板（14）、带有保温加热带的大径管（11）、带有温度调节装置的硅橡胶加热带（18）、环形磁铁（12）。本发明适用于电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，属电站锅炉实验技术装置领域。
背景技术
随着我国电力工业的发展，600 MW级以上容量的超（超）临界机组越来越多，在机组启停过程中剥落的氧化皮会堵塞弯头、阻碍气流流动导致锅炉超温爆管，汽流携带的氧化物颗粒进入汽轮机会引起汽轮机喷嘴、前级叶片固体颗粒冲蚀等问题，危害锅炉安全运行。所以蒸汽吹管是新建机组投运前的一项重要工序。国内外目前主要有两种电站锅炉吹管工艺,即降压蒸汽吹管法和稳压蒸汽吹管法。但目前对这两种吹管工艺效果的研究方法还有所局限，没有进行模拟试验的分析结果，从而无法更为精确有效的指导锅炉吹管参数的选择，达到经济性、有效性的目的。
为了精确有效的指导锅炉吹管参数的选择，有必要采用实验方式对锅炉蒸汽吹管进行分析研究，因此，建立一套锅炉蒸汽吹管模拟实验装置十分重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、实验数据又能够得到保证的电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，模拟吹管压力和流速，得到它们与氧化皮质量和形态的关系，再结合数据计算，探讨锅炉吹扫旁路参数的经济和有效性，优化参数。
本发明的技术方案是：提供一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，所述实验装置包括水蒸汽供给装置、流量调节装置、带有加热保温层的吹扫管路、带有连续称量装置的收集装置。水蒸汽供给装置连接流量调节装置，流量调节装置与带有加热保温层的吹扫管路相连，最后吹扫管路与带有连续称量装置的收集装置相连。
所述的水蒸汽供给装置为蒸汽发生器。蒸汽发生器工作时，将去离子水通入蒸汽发生器；蒸汽发生器设有水位自动调节功能，可在一定程度上控制流量大小，水蒸汽产生后进入流量调节装置中。
流量调节装置包括蒸汽增压泵、一号调节阀、流量计、一号压力表；带有加热保温层的吹扫管路包括二通管、U形管、钢制高压法兰、加热保温层和测温装置；收集装置包括带有二号调节阀和二号压力表的直管、连续称量装置。
蒸汽增压泵通过一号调节阀3与二通管6相连，二通管6的另一端通过一号法兰21接U型管19，流量计4和一号压力表5安装在一号调节阀3与二通管6之间的管道上；U型管19的另一端通过二号法兰22与二通管8相连；二通管8的另一端与二号调节阀10相连，二号数显压力表9安装在二通管8与二号调节阀10之间的管道上。二通管与U形管的加热保温层为带有温度调节装置的硅橡胶加热带，测温装置为热电偶，二号调节阀的一端直管口正对连续称量装置的非铁磁性大径管。
所述蒸汽增压泵最小气体入口压力1.5bar，增压比为5:1。阀门为手动调节阀，本发明选用先导活塞式减压阀，其密封材料为不锈钢，连接形式为法兰，工作温度为高温。流量计为数字显示动量式流量计，最大工作压力2.5Mpa，测量范围35—380 m3/h，工作温度-20℃—350℃。压力表为数字压力表，测量范围-0.1—0—20Mpa，连接形式螺纹，方便随时读数。
连续称量装置包括固定装置、高精度电子秤、隔热板、带有保温加热带的大径管、带有温度调节装置的硅橡胶加热带、环形磁铁。
由支撑板和挡板组成固定装置，高精度电子秤放置在支撑板上，隔热板放置在高精度电子秤上，管外安装有带有温度调节装置的硅橡胶加热带的非铁磁性大径管放置在隔热板上，环形磁铁通过固定销固定于大径管上。
固定装置由支撑板和挡板构成，挡板通过焊接固定于支撑板上，用以约束大径管和电子秤平行于气流方向的移动。高精度电子秤称量大径管、环形磁铁和隔热板整体的质量。环形磁铁通过固定销固定于大径管上，用于吸附氧化皮。大径管被带有温度调节装置的硅橡胶加热带包裹。隔热板的引入是为了防止高温对电子秤精度的影响。
工作时，先往蒸汽发生器通入去离子水，然后打开吹扫管路中的法兰，送入一定量的氧化皮，封闭法兰。用带有温度调节装置的硅橡胶加热带对吹扫管路和连续称量装置中的大径管进行预热，温度控制在150℃左右。记录高精度电子秤初始读数。启动蒸汽发生器，蒸汽增压泵，两端调节阀半开，保持加热带温度不变，开始吹扫。通过调节蒸汽发生器流量和两端阀门，使压力表之差保证在一定范围内（0.5-1Mpa）。此时开始记录数据。每隔相同时间段（30s）记录两端压力表读数和初始流量计读数（换算为初始流速）以及此时高精度电子秤（最大称量30公斤，最大称量误差为1克）的读数。直到电子秤读数增加很少或趋于稳定，停止读数。最后关闭蒸汽发生器和增压泵，断开加热带电源。改变加入氧化皮的质量和状态，重复5组上述实验，读取数据并做好相关记录。
本发明适用于电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置。
附图说明
图1 为本发明实施例氧化皮吹扫实验装置示意图；
图2 为本发明中环形磁铁的左视放大示意图；
图中：1是蒸汽发生器；2是蒸汽增压泵；3是一号调节阀；4是数显流量计；5是一号压力表；6是二通管；7是带有温度调节装置的硅橡胶加热带；8是二通管；9是二号压力表；10是二号调节阀；11是带有保温加热带的大径管；12是环形磁铁；13是固定销；14是隔热板；15是挡板；16是挡板；17是高精度电子秤；18是带有温度调节装置的硅橡胶加热带；19是U型管；20是热电偶；21是一号法兰；22是二号法兰；23是支撑板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
参见附图1，本发明的电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置具体实施方式如下：
本发明实施例电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置包括水蒸汽供给装置、流量调节装置、带有加热保温层的吹扫管路和带有连续称量装置的收集装置。它们通过法兰和螺纹连接形成单向介质流动的通路。
水蒸汽供给装置为蒸汽发生器1，其内通去离子水，采用电加热方式，最高饱和蒸汽温度为185℃，额定蒸发量为8.6—21.5kg/h，额定工作压力为0.7/1.0Mpa，额定电压为220V/380V。
流量调节装置包括蒸汽增压泵2、一号调节阀3、流量计4和一号压力表5；流量调节装置与带有加热保温层的吹扫管路相连；蒸汽增压泵2通过一号调节阀3与二通管6相连，二通管6的另一端通过一号法兰21接U型管19，流量计4和一号压力表5安装在一号调节阀3与二通管6之间的管道上；U型管19的另一端通过二号法兰22与二通管8相连；二通管8的另一端与二号调节阀10相连，二号数显压力表9安装在二通管8与二号调节阀10之间的管道上。
本发明装置模拟实际工况，蒸汽增压泵2，其最小气体入口压力1.5bar，增压比5:1。
调节阀3和调节阀10，均为先导活塞式减压阀，密封材料为不锈钢，连接形式为法兰，工作温度为高温。
流量计4，为数字显示动量式流量计，最大工作压力2.5Mpa，测量范围35—380 m3/h，工作温度-20℃—350℃。
一号压力表5和二号压力表9均为数显压力表，测量范围-0.1—0—20Mpa，连接形式螺纹。调节阀是根据压力表和流量计的显示结果进行调节，以保证试验需要。全采用数字显式是为了瞬时读数的需要，以减小读数误差。
带有加热保温层的吹扫管路包括：二通管6和二通管8。二通管与U型管19的连接采用钢制高压法兰21，为了方便拆卸，以送入氧化皮。U型管19，根据模拟需要可选用实际电站锅炉中过热器或再热器弯曲部位的一段，采用材质和所模拟的部位一样。二通管与流量调节装置通过螺纹连接。加热保温层的引入是为了起到预热，并保温加热，防止水蒸汽温度下降，凝结成水。
带有温度调节装置的硅橡胶加热带7和测温热电偶20，随时监测水蒸汽温度。
本发明中连续称量装置包括固定装置、高精度电子秤17、隔热板14、带有保温加热带的大径管11、带有温度调节装置的硅橡胶加热带18、环形磁铁12。
由支撑板23和挡板15、16组成固定装置，高精度电子秤17放置在支撑板23上，隔热板14放置在高精度电子秤17上，管外安装有带有温度调节装置的硅橡胶加热带18的非铁磁性大径管11放置在隔热板14上，环形磁铁12通过固定销13固定于大径管11上。
带有连续称量装置的收集装置中，带有保温加热带的大径管11材料为非铁磁性大径管，其管径根据试验需要选择，两端开口。
环形磁铁12，为永磁铁，多个环形磁铁并排贴紧，用于仅吸附氧化皮；环形磁铁置于带有保温加热带的大径管11中时，环形磁铁的轴线（与环形面垂直）与带有保温加热带的大径管的轴线平行。固定销13，用于固定环形磁铁。
挡板15和16 ，通过焊接固定于支撑板23上，仅仅约束大径管和电子秤平行于气流方向的移动。
隔热板14，材料为岩棉，是为了防止高温对电子秤精度的影响。
高精度电子秤17（最大称量30公斤，最大称量误差为1克），随时称量大径管、环形磁铁和隔热板整体的质量。
带有温度调节装置的硅橡胶加热带18，起到加热保温的作用，防止水蒸汽温度下降，凝结成水使电子秤称量重量增加，引起很大误差。
按照本发明的实施例，在正常运行状态下，先为蒸汽发生器1通入去离子水，然后打开吹扫管路中的法兰21，送入一定量的氧化皮，封闭法兰。用带有温度调节装置的硅橡胶加热带7和18对吹扫管路和连续称量装置中的大径管进行预热，温度控制在150℃ 左右。记录高精度电子秤17的初始读数。启动蒸汽发生器1，蒸汽增压泵2，两端调节阀3和10半开，保持加热带温度不变，开始吹扫。通过调节蒸汽发生器流量和两端阀门，使一号压力表5和二号压力表9之差保证在一定范围内（0.5-1Mpa）。此时开始记录数据。每隔相同时间段（30s）记录两端压力表读数和初始流量计4读数（换算为初始流速）以及此时高精度电子秤的读数。直到电子秤读数增加很少或趋于稳定，停止读数。最后关闭蒸汽发生器和增压泵，断开加热带电源。改变加入氧化皮的质量和状态，重复5组上述实验，读取数据并做好相关记录。
Claims (5)
1.一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，其特征在于，所述装置包括水蒸汽供给装置、流量调节装置、带有加热保温层的吹扫管路、带有连续称量装置的收集装置；水蒸汽供给装置连接流量调节装置，流量调节装置与带有加热保温层的吹扫管路相连，吹扫管路与带有连续称量装置的收集装置相连；
所述流量调节装置包括蒸汽增压泵(2)、一号调节阀(3)、流量计(4)、一号压力表(5)；
所述带有加热保温层的吹扫管路包括一号二通管(6)、二号二通管(8)，U形管(19)，钢制高压法兰(21)、(22)，加热保温层和测温装置；
所述收集装置包括带有二号调节阀(10)和二号压力表(9)的直管和连续称量装置；
所述蒸汽增压泵通过一号调节阀(3)与一号二通管(6)相连，一号二通管(6)的另一端通过一号法兰(21)接U型管(19)，流量计(4)和一号压力表(5)安装在一号调节阀(3)与一号二通管(6)之间的管道上；U型管(19)的另一端通过二号法兰(22)与二号二通管(8)相连；二号二通管(8)的另一端与二号调节阀(10)相连，二号压力表(9)安装在二号二通管(8)与二号调节阀(10)之间的管道上；一号二通管(6)、二号二通管(8)与U形管(19)的外表面保温层为带有温度调节装置的硅橡加热带(7)，测温装置为热电偶(20)；二号调节阀(10)的出口端口正对连续称量装置的带有保温加热带的大径管(11)。
2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，其特征在于，所述蒸汽增压泵最小气体入口压力1.5bar，增压比5:1；阀门为手动调节阀，采用先导活塞式减压阀，密封材料为不锈钢，连接形式为法兰，工作温度为高温；流量计为数字显示动量式流量计，最大工作压力2.5Mpa，测量范围35—380m3/h，工作温度-20℃—350℃；压力表为数字压力表，测量范围-0.1—0—20Mpa，连接形式螺纹，方便随时读数。
3.根据权利要求1所述的一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，其特征在于，所述连续称量装置包括固定装置、高精度电子秤(17)、隔热板(14)、带有保温加热带的大径管(11)、带有温度调节装置的硅橡胶加热带(18)、环形磁铁(12)；
所述固定装置由支撑板(23)和挡板(15、16)构成，高精度电子秤(17)放置在支撑板(23)上，隔热板(14)放置在高精度电子秤(17)上，管外安装有带有温度调节装置的硅橡胶加热带(18)的非铁磁性大径管(11)放置在隔热板(14)上，环形磁铁(12)通过固定销(13)固定于大径管(11)上。
4.根据权利要求3所述的一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，其特征在于，所述带有温度调节装置的硅橡胶加热带(18)，起到加热保温的作用，防止水蒸汽温度下降，凝结成水使电子秤称量重量增加，引起误差。
5.根据权利要求3所述的一种电站锅炉管内氧化皮吹扫实验装置，其特征在于，所述环形磁铁(12)为永磁铁，多个环形磁铁并排贴紧，用于仅吸附氧化皮；环形磁铁置于带有保温加热带的大径管(11)中时，环形磁铁的轴线与带有保温加热带的大径管的轴线平行。
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