CN110260291A - 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法 - Google Patents

测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110260291A
CN110260291A CN201910626411.4A CN201910626411A CN110260291A CN 110260291 A CN110260291 A CN 110260291A CN 201910626411 A CN201910626411 A CN 201910626411A CN 110260291 A CN110260291 A CN 110260291A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
boiler
heating surface
furnace
wall temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910626411.4A
Other languages
English (en)
Inventor
钟犁
肖平
郭涛
张庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaneng Clean Energy Research Institute
Original Assignee
Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaneng Clean Energy Research Institute filed Critical Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority to CN201910626411.4A priority Critical patent/CN110260291A/zh
Publication of CN110260291A publication Critical patent/CN110260291A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M11/00—Safety arrangements
    • F23M11/04—Means for supervising combustion, e.g. windows
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

本发明公开了一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法，包括控制器、用于检测受热面周围热流密度的若干热流计、用于检测锅炉入口集箱前受热面入口蒸汽参数的第一测量元件、用于检测锅炉出口集箱后受热面出口蒸汽参数的第二测量元件以及用于检测出口集箱前各受热面出口管外壁温度的测温元件，各热流计的顶端均穿过锅炉水冷壁的侧壁，且各热流计的顶端均设置有若干测量块，测温元件、第一测量元件、第二测量元件及各热流计均与控制器相连接，该系统及方法能够准确测量锅炉炉内热流密度，掌握炉内壁管温度，以监督锅炉安全运行。

Description

测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法
技术领域
本发明属于锅炉技术领域，涉及一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法。
背景技术
推进煤炭清洁高效利用，是我国能源领域的重点。为了提高发电效率，提升火力发电机组参数是关键。但随着参数的提高，锅炉炉内材料，已越来越成为限制主汽温度提升的主要因素，各种材料的选择越来越接近其使用极限温度。防止炉内材料超温，是保证锅炉安全稳定运行的关键。
因此，必须准确掌握锅炉炉内管壁温。炉内管不像炉外管，后者的壁温可以通过加装壁温测量热电偶直接测量，非常简单；但如果前者也直接使用壁温测量热电偶，其结果是会迅速被烧坏。铠装热电偶虽然相对耐用，但是也无法深入锅炉太长距离，而且测量的数据跟实际壁温差异巨大。为了满足炉内管壁温测量需求，也发展出了通过加装集热块、将热电偶设在集热块当中，并将导线沿管壁铺设等测量方法，但是集热块的温度与管壁真实壁温往往存在一定的差异，而且被烧坏的风险仍然较高。因此，这种炉内管壁温测量方法，仅在靠近炉内管出、入口的位置有布置，而在其他位置、尤其是更加靠近火焰的中部位置，则难以使用。
由于炉内管壁温的直接测量存在困难，因此可以通过测量热流密度、以及炉内管进出口的蒸汽参数，计算得到炉内管壁温。但是目前的热流密度测量元件，一般只能测量水冷壁上的热流密度，而难以深入炉内测量炉内管的热流密度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法，该系统及方法能够准确测量锅炉炉内热流密度，掌握炉内壁管温度，以监督锅炉安全运行。
为达到上述目的，本发明所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统包括控制器、用于检测受热面周围热流密度的若干热流计、用于检测锅炉入口集箱前受热面入口蒸汽参数的第一测量元件、用于检测锅炉出口集箱后受热面出口蒸汽参数的第二测量元件以及用于检测出口集箱前各受热面出口管外壁温度的测温元件；
热流计设置于锅炉水冷壁上，其中，各热流计的顶端均穿过锅炉水冷壁的侧壁，且各热流计的顶端均设置有若干测量块，测温元件、第一测量元件、第二测量元件及各热流计均与控制器相连接。
各热流计均包括长探杆筒体，长探杆筒体的外壁上设置有耐火隔热层，长探杆筒体的顶端穿过锅炉水冷壁伸入到锅炉内，各测量块位于长探杆筒体的顶端。
当热流计用于测量受热面中水平管周围的热流密度时，各测量块分别设置于长探杆筒体顶端的端面、上部及底部上。
当热流计用于测量受热面中竖直管周向的热流密度时，则测量块设置于长探杆筒体顶端的端面上，且测量块的数目为一个。
各测量块经数据线及数据采集仪与控制器相连接。
还包括水冷机及进出水管，长探杆筒体通过进出水管与水冷机相连通。
还包括导轨及滑块，其中，滑块固定于长探杆筒体的尾部，导轨固定于锅炉水冷壁上，滑块与导轨相配合，锅炉水冷壁上设置有用于供长探杆筒体穿过的测孔。
还包括用于封闭所述测孔的密封板。
在各测量位置处，热流计的数目均大于等于3，且各热流计沿受热面自上到下依次分布。
本发明所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的方法包括以下步骤：通过第一测量元件测量锅炉入口集箱前受热面的入口蒸汽参数，通过第二测量元件测量锅炉出口集箱后受热面的出口蒸汽参数，控制器根据锅炉入口集箱前受热面的入口蒸汽参数及锅炉出口集箱后受热面的出口蒸汽参数计算整个受热面的平均热流密度，通过各热流计测量锅炉受热面周围的热流密度，同时通过测温元件检测锅炉出口集箱前受热面各出口管的炉外壁温，再根据锅炉出口集箱前受热面各出口管的炉外壁温计算受热面各出口管的壁温分布。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法在具体操作时，通过热流计检测受热面周围的热流密度，其中，各热流计的顶端均穿过锅炉水冷壁的侧壁，通过调节热流计插入的深度，以实现锅炉炉内不同深度及不同方向上热流密度的测量，另外，通过控制器根据锅炉入口集箱前受热面的入口蒸汽参数及锅炉出口集箱后受热面的出口蒸汽参数计算整个受热面的平均热流密度，通过该平均热流密度对测量得到的热流密度进行验证。另外，通过测温元件检测锅炉出口集箱前受热面各出口管的炉外壁温，再根据锅炉出口集箱前受热面各出口管的炉外壁温计算受热面各出口管的壁温分布，从而为锅炉运行人员提供技术指导，防止炉内材料超温，更好地监督锅炉安全运行。
附图说明
图1为本发明的整体示意图；
图2为本发明的局部示意图。
图中：1为水平管、2为受热面、3为水冷壁、4为热流计、5为第一测量元件、6为入口集箱、7为出口集箱、8为第二测量元件、9为测温元件、10为导轨、11为滑块、12为长探杆筒体、13为数据线、14为进出水管、15为密封板、16为测孔、17为耐火隔热层、18为测量块、19为数据采集仪、20为水冷机、21为竖直管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1及图2，本发明所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统包括控制器、用于检测受热面2周围热流密度的若干热流计4、用于检测锅炉入口集箱6前受热面2入口蒸汽参数的第一测量元件5、用于检测锅炉出口集箱7后受热面2出口蒸汽参数的第二测量元件8以及用于检测出口集箱7前各受热面2出口管外壁温度的测温元件9；热流计4设置于锅炉水冷壁3上，其中，各热流计4的顶端均穿过锅炉水冷壁3的侧壁，且各热流计4的顶端均设置有若干测量块18，测温元件9、第一测量元件5、第二测量元件8及各热流计4均与控制器相连接，其中，在各测量位置处，热流计4的数目均大于等于3，且各热流计4沿受热面2自上到下依次分布，各测量块18经数据线13及数据采集仪19与控制器相连接。
具体的，各热流计4均包括长探杆筒体12，长探杆筒体12的外壁上设置有耐火隔热层17，长探杆筒体12的顶端穿过锅炉水冷壁3伸入到锅炉内，各测量块18位于长探杆筒体12的顶端。
在安装时，当热流计4用于测量受热面2中水平管1周围的热流密度时，各测量块18分别设置于长探杆筒体12顶端的端面、上部及底部上；当热流计4用于测量受热面2中竖直管21周向的热流密度时，则测量块18设置于长探杆筒体12顶端的端面上，且测量块18的数目为一个。
本发明还包括水冷机20、进出水管14、导轨10、滑块11以及用于封闭所述测孔16的密封板15，其中，滑块11固定于长探杆筒体12的尾部，导轨10固定于锅炉水冷壁3上，滑块11与导轨10相配合，锅炉水冷壁3上设置有用于供长探杆筒体12穿过的测孔16；长探杆筒体12通过进出水管14与水冷机20相连通。
本发明所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的方法包括以下步骤：通过第一测量元件5测量锅炉入口集箱6前受热面2的入口蒸汽参数，通过第二测量元件8测量锅炉出口集箱7后受热面2的出口蒸汽参数，控制器根据锅炉入口集箱6前受热面2的入口蒸汽参数及锅炉出口集箱7后受热面2的出口蒸汽参数计算整个受热面2的平均热流密度，通过各热流计4测量锅炉受热面2周围的热流密度，同时通过测温元件9检测锅炉出口集箱7前受热面2各出口管的炉外壁温，再根据锅炉出口集箱7前受热面2各出口管的炉外壁温计算受热面2各出口管的壁温分布。
在长探杆筒体12的内部通有循环冷却水，用以冷却热流计4及测量块18，在长探杆筒体12的外壁上设有耐火隔热层17，以防止循环冷却水过热汽化。
热流计4的尾部固定于滑块11上，滑块11与导轨10相配合，水冷壁3上开设有测孔16，滑块11在导轨10上移动，以控制热流计4插入到水冷壁3的深度，当热流计4退出水冷壁3后，则通过密封板15对测孔16进行密封，以阻止烟气外漏。

Claims (10)

1.一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，包括控制器、用于检测受热面(2)周围热流密度的若干热流计(4)、用于检测锅炉入口集箱(6)前受热面(2)入口蒸汽参数的第一测量元件(5)、用于检测锅炉出口集箱(7)后受热面(2)出口蒸汽参数的第二测量元件(8)以及用于检测出口集箱(7)前各受热面(2)出口管外壁温度的测温元件(9)；
热流计(4)设置于锅炉水冷壁(3)上，其中，各热流计(4)的顶端均穿过锅炉水冷壁(3)的侧壁，且各热流计(4)的顶端均设置有若干测量块(18)，测温元件(9)、第一测量元件(5)、第二测量元件(8)及各热流计(4)均与控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，各热流计(4)均包括长探杆筒体(12)，长探杆筒体(12)的外壁上设置有耐火隔热层(17)，长探杆筒体(12)的顶端穿过锅炉水冷壁(3)伸入到锅炉内，各测量块(18)位于长探杆筒体(12)的顶端。
3.根据权利要求1所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，当热流计(4)用于测量受热面(2)中水平管(1)周围的热流密度时，各测量块(18)分别设置于长探杆筒体(12)顶端的端面、上部及底部上。
4.根据权利要求1所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，当热流计(4)用于测量受热面(2)中竖直管(21)周向的热流密度时，则测量块(18)设置于长探杆筒体(12)顶端的端面上，且测量块(18)的数目为一个。
5.根据权利要求1所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，各测量块(18)经数据线(13)及数据采集仪(19)与控制器相连接。
6.根据权利要求1所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，还包括水冷机(20)及进出水管(14)，长探杆筒体(12)通过进出水管(14)与水冷机(20)相连通。
7.根据权利要求1所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，还包括导轨(10)及滑块(11)，其中，滑块(11)固定于长探杆筒体(12)的尾部，导轨(10)固定于锅炉水冷壁(3)上，滑块(11)与导轨(10)相配合，锅炉水冷壁(3)上设置有用于供长探杆筒体(12)穿过的测孔(16)。
8.根据权利要求6所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，还包括用于封闭所述测孔(16)的密封板(15)。
9.根据权利要求1所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，其特征在于，在各测量位置处，热流计(4)的数目均大于等于3，且各热流计(4)沿受热面(2)自上到下依次分布。
10.一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的方法，其特征在于，基于权利要求1所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，包括以下步骤：
通过第一测量元件(5)测量锅炉入口集箱(6)前受热面(2)的入口蒸汽参数，通过第二测量元件(8)测量锅炉出口集箱(7)后受热面(2)的出口蒸汽参数，控制器根据锅炉入口集箱(6)前受热面(2)的入口蒸汽参数及锅炉出口集箱(7)后受热面(2)的出口蒸汽参数计算整个受热面(2)的平均热流密度，通过各热流计(4)测量锅炉受热面(2)周围的热流密度，同时通过测温元件(9)检测锅炉出口集箱(7)前受热面(2)各出口管的炉外壁温，再根据锅炉出口集箱(7)前受热面(2)各出口管的炉外壁温计算受热面(2)各出口管的壁温分布。
CN201910626411.4A 2019-07-11 2019-07-11 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法 Pending CN110260291A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910626411.4A CN110260291A (zh) 2019-07-11 2019-07-11 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910626411.4A CN110260291A (zh) 2019-07-11 2019-07-11 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110260291A true CN110260291A (zh) 2019-09-20

Family

ID=67925616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910626411.4A Pending CN110260291A (zh) 2019-07-11 2019-07-11 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110260291A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111982963A (zh) * 2020-09-02 2020-11-24 郑州大学 精确控制和计量介质表面温度梯度的热导率测量方法、系统和装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061837A (ja) * 2000-08-17 2002-02-28 Babcock Hitachi Kk 可搬型火炉内燃焼診断装置と火炉内燃焼診断方法
CN104154522A (zh) * 2014-06-19 2014-11-19 国家电网公司 锅炉受热管爆漏过程运行状态评估方法
CN105043574A (zh) * 2015-05-13 2015-11-11 任昆鹏 一种炉内测温装置
CN205015089U (zh) * 2015-09-14 2016-02-03 辽宁中电投电站燃烧工程技术研究中心有限公司 一种模拟燃煤电站锅炉热流密度检测的实验装置
CN105424746A (zh) * 2016-01-04 2016-03-23 华能南京金陵发电有限公司 电站锅炉水冷壁管传热特性的监测系统与监测方法
CN106525900A (zh) * 2016-11-10 2017-03-22 清华大学 一种水冷式火焰强度测量装置
CN210772098U (zh) * 2019-07-11 2020-06-16 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061837A (ja) * 2000-08-17 2002-02-28 Babcock Hitachi Kk 可搬型火炉内燃焼診断装置と火炉内燃焼診断方法
CN104154522A (zh) * 2014-06-19 2014-11-19 国家电网公司 锅炉受热管爆漏过程运行状态评估方法
CN105043574A (zh) * 2015-05-13 2015-11-11 任昆鹏 一种炉内测温装置
CN205015089U (zh) * 2015-09-14 2016-02-03 辽宁中电投电站燃烧工程技术研究中心有限公司 一种模拟燃煤电站锅炉热流密度检测的实验装置
CN105424746A (zh) * 2016-01-04 2016-03-23 华能南京金陵发电有限公司 电站锅炉水冷壁管传热特性的监测系统与监测方法
CN106525900A (zh) * 2016-11-10 2017-03-22 清华大学 一种水冷式火焰强度测量装置
CN210772098U (zh) * 2019-07-11 2020-06-16 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111982963A (zh) * 2020-09-02 2020-11-24 郑州大学 精确控制和计量介质表面温度梯度的热导率测量方法、系统和装置
CN111982963B (zh) * 2020-09-02 2023-04-28 郑州大学 精确控制和计量介质表面温度梯度的热导率测量方法、系统和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106016710B (zh) 一种智能过热检测的电热水器
CN103216812B (zh) 电站锅炉对流受热面烟气温度场在线监测警示的方法
CN102661845B (zh) 一种可视化窄矩形自然循环系统
CN102252780B (zh) 电站锅炉炉膛烟气温度的测量装置及其测量方法
CN102734783B (zh) 一种电站超临界锅炉各级受热面监测数据参数的校验方法
CN107389299A (zh) 评估微小尺度管道内流动转捩点的装置及方法
CN203443706U (zh) 一种稠油热采注汽管道热损失在线监测装置
CN106322412B (zh) 基于二维寻优的燃煤机组对流受热面智能吹灰方法
CN101319256A (zh) 高炉冷却壁智能监测方法
CN102494323B (zh) 电站锅炉高温管系炉外壁温测量采集点的布局方法
CN107166742A (zh) 一种自动控制泄漏的电热水器
CN110472274A (zh) 一种锅炉内流场热偏差模型实时预测方法
CN103728339B (zh) 一种火电锅炉侧换热设备平均热阻的实时辨识方法
CN207022232U (zh) 一种高温集热管加热棒
CN110260291A (zh) 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法
CN103185735B (zh) 基于变界分段能平衡的软测量方法、多功能湿蒸汽测针及湿蒸汽吸热量测控装置
CN109521052A (zh) 一种变管束排布换热实验装置
CN102313277A (zh) 一种对煤粉锅炉过热器再热器进行炉内实时监测的方法
CN109556749B (zh) 一种高温烟气接触式温度测量装置及其测量方法
CN108105749B (zh) 一种水冷壁管内工质流量在线测量方法及系统
CN210772098U (zh) 测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统
CN206832724U (zh) 一种快速确定隔热油管隔热性能的试验装置
CN102890100B (zh) 液态金属钠沸腾两相流动换热特性实验装置
CN210135573U (zh) 超超临界机组高温过热器壁温预测装置
CN208000505U (zh) 一种炉膛压力取样装置保温机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination