CN105115888A - 一种水冷壁及其腐蚀程度监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水冷壁的腐蚀程度监视装置，包括：一端用于连通水冷壁向火侧的烟气引出管；与所述烟气引出管的另一端连通的监测腔，所述监测腔内设置有烟气腐蚀性与水冷壁的水冷管相同的模拟腐蚀片；用于对所述模拟腐蚀片加热的加热装置。该腐蚀程度监视装置通过模拟水冷管向火侧的温度与所处烟气气氛，同时设置模拟腐蚀片以衡量水冷管向火侧的腐蚀情况。模拟腐蚀片可以设置在水冷壁的外侧，监测比较简单方便。所以该水冷壁的腐蚀程度监视装置能够有效地解决水冷壁的水冷管在长期运行中腐蚀程度的检测难度大的问题，可以实现对腐蚀程度的长期实时监测。本发明还公开了一种包括上述腐蚀程度监视装置的水冷壁。

Description

一种水冷壁及其腐蚀程度监视装置

技术领域

本发明涉及火力发电机械设备领域，更具体地说，涉及一种水冷壁的腐蚀程度监视装置，还涉及一种包括上述腐蚀程度监视装置的水冷壁。

背景技术

燃煤火电机组中的锅炉炉膛四周一般布置有水冷壁，水冷壁一般由水冷管和钢板(鳍片)组成，且水冷管和钢板依次间隔布置。但是水冷壁在长期使用中，因为烟气含有腐蚀性成分，水冷壁的内侧即向火侧，腐蚀会比较严重，腐蚀最为严重的通常为水冷管的向火侧顶部位置，因为该处的金属温度相对最高加快了腐蚀反应的速率。为了避免水冷壁的水冷管因腐蚀而造成内部汽水物质泄漏，进而可能造成整个机组停机。所以需要对水冷壁的水冷管进行长期的连续监测，以随时掌握水冷壁的腐蚀情况，避免水冷管出现内部汽水物质泄漏。但是由于机组运行时，水冷壁向火侧处于燃烧的高温环境下，且由于内部环境多变，所以直接检查水冷管向火侧的腐蚀情况，会非常困难。

为此，现有技术中主要是通过烟气组成成分来判断当前的高温腐蚀情况，但是这种方式检测具有一定的局限性，只能够对炉内短期的燃烧工况而造成的高温腐蚀情况进行大致判断，因为炉内的长期燃烧中众多因素都会有所改变，所以无法进行长期监测。

综上所述，如何有效地解决水冷壁的水冷管长期运行中腐蚀程度的监测难度大的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种水冷壁的腐蚀程度监视装置，该腐蚀程度监视装置可以有效地解决水冷壁的水冷管长期运行中腐蚀程度的监测难度大的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述腐蚀程度监视装置的水冷壁。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种水冷壁的腐蚀程度监视装置，包括：一端用于连通水冷壁向火侧的烟气引出管；与所述烟气引出管的另一端连通的监测腔，所述监测腔内设置有烟气腐蚀性与水冷壁的水冷管相同的模拟腐蚀片；用于对所述模拟腐蚀片加热的加热装置。

优选地，还包括设置在所述烟气引出管与所述监测腔之间的旋风除尘器。

优选地，所述烟气引出管上设置有高压气体接入口，还包括与在所述监测腔的进口端连通的吹扫旁路管，所述吹扫旁路管的进口与所述监测腔的进口均设置有阀门。

优选地，还包括用于检测所述模拟腐蚀片的腐蚀程度的电磁探针，以及用于接收所述电磁探针的检测信号并监控所述模拟腐蚀片的腐蚀程度的智能控制器。

优选地，还包括用于检测所述模拟腐蚀片温度的第一温度传感器，和用于设置在与被测水冷管毗邻的间隔板的外壁上且与被测点等高的第二温度传感器；所述加热装置根据所述第一温度传感器与所述第二温度传感器的检测信号的对比对所述监测腔进行加热。

优选地，还包括用于对所述监测腔的进口与所述烟气引出管的进口之间流通的烟气加热的伴热装置。

优选地，包括具有所述监测腔的石英管，所述加热装置套设在所述石英管的外侧，所述加热装置的外侧还设置有柔性保护壳。

优选地，还包括：设置在所述监测腔的出口端且用于使该端的端口处于低压的引流装置；设置在所述监测腔内部的气压传感器；能够根据所述气压传感器的气压信号调节所述引流装置的调节装置。

优选地，所述引流装置为文丘里射流抽吸装置，所述调节装置为负压控制阀。

本发明提供的一种水冷壁的腐蚀程度监视装置，该腐蚀程度监视装置包括烟气引出管和监测腔，监测腔内设置有模拟腐蚀片。其中烟气引出管的一端用于与所述间隔板的向火侧连通，另一端与监测腔的一端连通，以将高温烟气引入到监测腔内。在监测腔内放置有模拟腐蚀片，其中模拟腐蚀片的烟气腐蚀性应当与水冷壁的水冷管相同，即当处在相同的烟气环境中，模拟腐蚀片的腐蚀程度与水冷壁的水冷管的腐蚀程度应相同。其中的加热装置用于对模拟腐蚀片进行加热，主要是使模拟腐蚀片的温度等同水冷管上被监测部位的温度。

根据上述的技术方案，可以知道，该腐蚀程度监视装置直接通过烟气引出管安装在水冷壁的本体上，并通过烟气引出管，使水冷壁向火侧壁面附近的高温烟气引出，以进入到监测腔中，使监测腔内的烟气环境模拟水冷壁向火侧的烟气环境，然后在监测腔内设置了模拟腐蚀片，模拟腐蚀片的温度通过加热装置的加热以使模拟腐蚀片的温度等同于水冷管向火侧的温度，进而使模拟腐蚀片的腐蚀情况会与水冷管向火侧的腐蚀情况等同，所以此时只需要随时监测模拟腐蚀片的情况便能够得知水冷管向火侧的腐蚀情况。模拟腐蚀片可以设置在水冷壁的外侧，监测比较简单方便，且在进行监测的时候不需要进行停炉，有助于提高生产效率。所以该水冷壁的腐蚀程度监视装置能够有效地解决水冷壁的水冷管在长期运行中腐蚀程度的检测难度大的问题，且可以实现对腐蚀程度的长期实时监视。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种水冷壁，该水冷壁包括上述任一种腐蚀程度监视装置，该腐蚀程度监视装置的烟气引出管与水冷壁的间隔板的向火侧连通。由于上述的腐蚀程度监视装置具有上述技术效果，具有该腐蚀程度监视装置的水冷壁也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的水冷壁的腐蚀程度监视装置的结构示意图。

附图中标记如下：

烟气引出管1、监测腔2、模拟腐蚀片3、旋风除尘器4、吹扫旁路管5、高压气体接入口6、电磁探针7、智能控制器8、加热装置9、柔性保护壳10、石英管11、气压传感器12、文丘里射流抽吸装置13、负压控制阀14。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种水冷壁的腐蚀程度监视装置，以有效地解决水冷壁的水冷管长期运行中腐蚀程度的检测难度大的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的水冷壁的腐蚀程度监视装置的结构示意图。

在一种具体实施例中，本实施例提供了一种水冷壁的腐蚀程度监视装置，该腐蚀程度监视装置包括烟气引出管1和监测腔2，监测腔2内设置有模拟腐蚀片3。

其中烟气引出管1的一端与水冷壁的向火侧连通，另一端与监测腔2的一端连通，以将高温烟气引入到监测腔2内。水冷壁的本体应当都具有多个水冷管和设置在相邻两个水冷管中间的间隔板，其中间隔板一般是钢板，而水冷管一般是钢管，此处想说明的是，由于水冷管中流通有冷却水，所以最好将烟气引出管1插装在间隔板上的额外开孔上，并最好将烟气引出管1与间隔板焊接在一起。

其中监测腔2与烟气引出管1连通，通过把炉内水冷壁附近的烟气引入，以模拟水冷壁的向火侧所处的烟气环境。另外，在监测腔2内放置有模拟腐蚀片3，模拟腐蚀片3承受炉内烟气的腐蚀，以通过模拟腐蚀片3的腐蚀情况推测与烟气引出管1的接入位置等高处水冷壁向火侧的腐蚀情况。其中模拟腐蚀片3的烟气腐蚀性应当与水冷壁的水冷管向火侧大致相同，即当处在相同的烟气环境中，模拟腐蚀片3的腐蚀情况与水冷壁的水冷管的腐蚀情况相同，为了能够使模拟腐蚀片3具有更好的模拟效果，可以使模拟腐蚀片3与水冷管由同一种材质制成。

考虑到金属温度是影响腐蚀程度的一个重要因素，所以为了能够更准确的模拟水冷壁被监测处的腐蚀情况，需要使监测腔2内模拟腐蚀片3的温度能够与水冷壁向火侧被监测处的金属温度相同。基于此，设置一个加热装置9，用于对模拟腐蚀片3进行加热。需要说明的是，在同等烟气环境下，金属温度越高，其腐蚀程度越严重，而同一高度处水冷壁向火侧水冷管金属温度的最高值出现在水冷管向火方向的顶部位置，因此需重点对该处的腐蚀情况进行监测，即模拟腐蚀片3的温度应当尽量与水冷管该处的温度相同。

该腐蚀程度监视装置直接通过烟气引出管1与水冷壁的向火侧连通，并通过烟气引出管1，使水冷壁向火侧壁面附近的高温烟气引出，以进入到监测腔2中，使监测腔2内的烟气环境模拟水冷壁向火侧的烟气环境，然后在监测腔2内设置了模拟腐蚀片3，模拟腐蚀片的温度通过加热装置的加热以使模拟腐蚀片的温度等同于水冷管向火侧的温度，进而模拟腐蚀片3的腐蚀情况会与水冷管向火侧的腐蚀情况等同，所以此时只需要随时监测模拟腐蚀片3的情况便能够得知水冷管向火侧的腐蚀情况。模拟腐蚀片3可以设置在水冷壁的外侧，监测比较简单方便，且在进行监测的时候不需要进行停炉，有助于提高生产效率。所以该水冷壁的腐蚀程度监视装置能够有效地解决水冷壁的水冷管在长期运行中腐蚀程度的检测难度大的问题，并可以实现对水冷管向火侧的腐蚀程度进行长期的实时监测。

考虑到烟气中的颗粒杂质比较多，需采取措施不使这些颗粒杂质不在模拟腐蚀片3表面沉积，以影响监测的可靠性，因而最好在烟气引出管1与监测腔2之间设置有旋风除尘器4，旋风除尘器4通过离心力的原理分离出烟气中的颗粒灰尘。为了保证进入监测腔2内烟气携带的颗粒量尽量少，最好采用双级旋风除尘器4，即经过两级离心分离出颗粒灰尘。考虑到烟气携带的灰尘很容易沉积在引出管1的内部，特别是存在于旋风除尘器4与烟气引出管1之间的管路内部，可以在烟气引出管1上设置一个高压气体接入口6，高压清扫气体通过该高压气体接入口6进入，高压气体会向烟气引出管1的两端吹出高压气体，进而可以清除烟气引出管1内沉积的灰尘。为了防止吹扫的压缩气体影响监测腔2，所以最好在监测腔2的进口端外侧旁接一个吹扫旁路管5，其中高压气体接入口6、吹扫旁路管5的进口以及监测腔2的进口内侧均设置有阀门。当进行吹扫时，关闭监测腔2的进口内侧的阀门，而打开高压气体接入口6的阀门和吹扫旁路管5的进口的阀门；当在正常检测时，则打开监测腔2的进口端内侧的阀门，而关闭高压气体接入口6的阀门和吹扫旁路管5的进口的阀门。为了节约管道等原因，最好将吹扫旁路管5的出口端与监测腔2的出口端连通，且在吹扫旁路管5的出口端和监测腔2的出口端均设置有阀门。

为了能够更加精确的控制模拟腐蚀片3的温度，可以设置有用于检测模拟腐蚀片3温度的第一温度传感器和用于检测水冷管向火侧温度的第二温度传感器，考虑到模拟腐蚀片3的温度对于模拟腐蚀片3的腐蚀速率影响特别大，所以为了更加准确的检测出水冷管向火侧温度，可以将第二温度传感器设置在于被测点等高处且设置在与水冷管毗邻的间隔板的外壁上。且还想说明的是，根据长期研究发现，水冷管腐蚀最严重处的温度与和该水冷管毗邻的间隔板的外壁温度差距较小，特别是间隔板的外壁上与水冷管腐蚀最严重处等高的地方，且还最好放置在间隔板的中心部位，所以最好将第二温度传感器设置在间隔板的外壁上，且与水冷管上被监测点等高。加热装置9应当根据第一温度传感器和第二温度传感器的检测信号的对比对监测腔2内进行加热，即当第一温度传感器所检测的温度的偏低时，则应当对监测腔2内部进行加热，直到两个温度传感器所检测到的温度值是相等的。

为了避免在高温烟气从水冷壁出来，在进入监测腔2之前，温度降低太多，以致于可能改变烟气的腐蚀性质，所以可以在监测腔2的进口与烟气引出管1的进口之间设置有伴热装置，伴热装置用于对于流通在监测腔2的进口与烟气引出管1的进口之间的烟气进行加热。具体的可以在监测腔2的进口处设置一个第三温度传感器，根据第三温度传感器的检测信号，伴热装置调整加热程度，且最好保证第三传感器的检测温度在180度以上。

为了便于设置加热腔，和避免加热腔被腐蚀，可以设置石英管11，石英管11内部设置有监测腔2。当存在加热装置9时，可以将在加热装置9裹包在石英管11的外侧，以使石英管11内受热均匀。为了能够更好的保护石英管11，避免石英管11被撞坏，可以在加热装置9的外部设置柔性保护壳10，以降低石英管11可能受到的撞击力，同时可以使柔性保护壳10内填充有保温材料，以减少加热装置9的热量损失。同时为了便于与石英管11连接，可以在石英管11的两侧均设置有柔性软管，通过柔性软管与其它管件或部件连接。

因为炉膛内部在正常运行时本身即保持一定的负压值，水冷壁向火侧的高温烟气很难流入监测腔2中，因此，在监测腔2的出口端设置有引流装置，其中引流装置用于使监测腔2的该连接端的端口处产生低压，以形成足够的负压，进而将通过烟气引出管1将炉膛中的烟气吸入到监测腔2内，此处需要强调的是，此处的低压应当比炉内的气压低，以使炉内的烟气能够被引出。其中引流装置可以是离心风机或者泵，但考虑到烟气中还有微量杂质，最好采用文丘里射流抽吸装置13，通过高压气体束产生的负压吸入烟气。考虑到监测腔2内的负压值低于炉膛内的负压值，才能够保证烟气被顺利引出，所以最好在监测腔2内设置气压传感器12，并在引流装置处设置调节装置，其中调节装置根据气压传感器12的检测信号调节引流装置，以相应改变在监测腔2的出口端产生的负压的大小。当引流装置为文丘里射流抽吸装置13时，调节装置可以为负压控制阀14。其中气压传感器12可以由气压引出管和设置在监测腔2外侧的气压变送器组成，气压变送器检测气压引出管内气压值。当然也可以在监测腔2的后端部位，即靠近出口的部位设置一个流量计，而其中调节装置根据该流量计的所检测到流量情况来调节引流装置。

直接通过人眼识别模拟腐蚀片3的腐蚀程度，比较困难，因此最好能够将模拟腐蚀片3的腐蚀程度传递到一个智能控制器8，并由智能控制器8持续进行监测，且通过智能控制器8可以得到模拟腐蚀片3实时的腐蚀速率量值，当腐蚀程度超过限定值时，智能控制器8最好能够进行报警提示。为了能够将模拟腐蚀片3的腐蚀程度传递给智能控制器8，可以设置一个用于测量模拟腐蚀片3的腐蚀程度的电磁探针7，模拟腐蚀片3因遭受腐蚀，所以其表面的成分会发生变化，而模拟腐蚀片3的表面成分变化会引起电磁探针7所探测的磁通量发生变化。为了提高加热装置9的控制的准确度，最好使智能控制器8能够根据第一温度传感器和第二温度传感器的检测信号来控制加热装置9。同理，智能控制器8也可以能够根据第三温度传感器控制伴热装置，以及最好也可以根据压力传感器的检测信号控制调节装置。为了能够提高数据传送效率，可以设置一个信号/数据采集器，所有传感器以及被控制器均通过该信号/数据采集器接入智能控制器8内。

基于上述实施例中提供的腐蚀程度监视装置，本发明还提供了一种水冷壁，该水冷壁包括上述实施例中任意一种腐蚀程度监视装置，其中腐蚀程度监视装置的烟气引出管与水冷壁的间隔板的向火侧连通。由于该水冷壁采用了上述实施例中的腐蚀程度监视装置，所以该水冷壁的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水冷壁的腐蚀程度监视装置，其特征在于，包括：

一端用于连通水冷壁向火侧的烟气引出管(1)；

与所述烟气引出管(1)的另一端连通的监测腔(2)，所述监测腔(2)内设置有烟气腐蚀性与水冷壁的水冷管相同的模拟腐蚀片(3)；

用于对所述模拟腐蚀片(3)加热的加热装置(9)。

2.根据权利要求1所述的腐蚀程度监视装置，其特征在于，还包括设置在所述烟气引出管(1)与所述监测腔(2)之间的旋风除尘器(4)。

3.根据权利要求2所述的腐蚀程度监视装置，其特征在于，所述烟气引出管(1)上设置有高压气体接入口(6)，还包括与在所述监测腔(2)的进口端连通的吹扫旁路管(5)，所述吹扫旁路管(5)的进口与所述监测腔(2)的进口均设置有阀门。

4.根据权利要求1所述的腐蚀程度监视装置，其特征在于，还包括用于检测所述模拟腐蚀片(3)的腐蚀程度的电磁探针(7)，以及用于接收所述电磁探针(7)的检测信号并监控所述模拟腐蚀片(3)的腐蚀程度的智能控制器(8)。

5.根据权利要求1所述的腐蚀程度监视装置，其特征在于，还包括用于检测所述模拟腐蚀片(3)温度的第一温度传感器，和用于设置在与被测水冷管毗邻的间隔板的外壁上且与被测点等高的第二温度传感器；所述加热装置(9)根据所述第一温度传感器与所述第二温度传感器的检测信号的对比对所述监测腔(2)进行加热。

6.根据权利要求5所述的腐蚀程度监视装置，其特征在于，还包括用于对所述监测腔(2)的进口与所述烟气引出管(1)的进口之间流通的烟气加热的伴热装置。

7.根据权利要求6所述的腐蚀程度监视装置，其特征在于，包括具有所述监测腔(2)的石英管(11)，所述加热装置(9)套设在所述石英管(11)的外侧，所述加热装置(9)的外侧还设置有柔性保护壳(10)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的腐蚀程度监视装置，其特征在于，还包括：

设置在所述监测腔(2)的出口端且用于使该端的端口处于低压的引流装置；

设置在所述监测腔(2)内部的气压传感器(12)；

能够根据所述气压传感器(12)的气压信号调节所述引流装置的调节装置。

9.根据权利要求8所述的腐蚀程度监视装置，其特征在于，所述引流装置为文丘里射流抽吸装置(13)，所述调节装置为负压控制阀(14)。

10.一种水冷壁，包括水冷管和设置在相邻所述水冷管之间的间隔板，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的腐蚀程度监视装置，所述腐蚀程度监视装置的烟气引出管与所述间隔板的向火侧连通。