CN111895384A - 火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法 - Google Patents

火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法 Download PDF

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万瑜
杨庆旭
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    • 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
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Abstract

本发明公开了一种锅炉水冷壁超温及隐性超温的筛查评估治理方法。主要为利用特定的现场实验数据采集方法，对在役机组水冷壁壁温现状进行全面、深入的分析评估。主要的方法步骤为：（1）水冷壁管测试部位的选取，（2）保温的拆除，（3）水冷壁管表面的清理，（4）水冷壁管的定位标记；（5）锅炉工况负荷的选定；（6）水冷壁壁温数据的采集与记录；（7）将采集的数据提取整理；（8）结果评判。本方法能够快速对水冷壁超温及隐性超温进行筛查，检测速度快，成本低，准确率高。

Description

火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法
技术领域
本发明属于火力发电厂锅炉技术领域，适用于火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估。
背景技术
目前锅炉水冷壁超温监控仅能依靠现有数量有限的壁温测点，只有部分锅炉的下部水冷壁壁温数量相对较多，每隔3根有一个壁温测点，绝大部分下部螺旋水冷壁只能做到每隔5~10根有一个测点，至于上部水冷壁测点数量就更少了。绝大部分水冷壁管超温只能通过最终过热爆管强迫停机被发现，在机组计划检修时刚好超温到管子变色或变形胀粗被发现的概率一般也是不高的。因此，在目前火电机组大面积参与灵活性调峰的运行形势下，绝大部分超临界和超超临界锅炉依靠当前技术被动检修，必然会发生水冷壁超温导致的可靠性降低。但如果补齐水冷壁壁温测点，每台锅炉增加的投资将近千万元。
在锅炉工况负荷一定以及炉膛火焰稳定燃烧的情况下，焊瘤或异物堵塞和水冷壁管内壁氧化膜、腐蚀垢层未清洗或使用中结垢是影响水冷壁壁温的几个主要因素。这些主要因素共同作用可能会导致水冷壁管的隐性超温，即壁温测点显示壁温正常，其实管段已经超温运行。因此迫切需要一种检测分析技术，能对现有在役机组水冷壁部分管子长期超温（甚至是隐性超温）的现状进行全面检测分析评估。
发明内容
针对水冷壁管的超温或是隐性超温现象，本发明主要提供了一种依据红外测温和工质流量测定，并结合自研水冷壁壁温分布快速检测分析评估系统，快速判定水冷壁管超温甚至是隐性超温的筛查评估方法。
一种火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）测试部位选择：根据不同火力发电厂的锅炉型号，选取水冷壁检测部位；
（2）保温的局部拆除：拆除局部保温的宽度使检测人员可观察检测管段且不影响红外热像仪及高温流量计对水冷壁管的检测；
（3）水冷壁管表面的清理：对水冷壁管表面进行清理；
（4）水冷壁管的定位标记：对水冷壁管进行定位或编号，使热成像图片上可识别出对应管段；
（5）锅炉负荷工况的选定：选取运行参数稳定的锅炉进行测试；
（6）水冷壁壁温数据、水冷壁管内工质流量数据的采集及记录：移动红外热像仪拍摄水冷壁热成像图片；采用高温流量计测试选取管段内的工质流量，记录测试管段内工质流经的焊接接头数量，得到高温流量计的测试数据；
（7）数据的提取与整理：根据红外热像仪拍摄的水冷壁热成像图片提取各水冷壁管的平均温度和最高温度数据，得到壁温测试的数据；
（8）结果判定：结合高温流量计的测试数据与壁温测试的数据，进行综合分析，判断水冷壁是否超温或存在隐性超温。
进一步地，步骤（1）中，测试部位选择时，选择避免炉膛局部热负荷偏差和鳍片及焊接因素对壁温有影响的部位；选择便于水冷壁管定位以及仪器测试的部位。
进一步地，步骤（2）所述红外热像仪用于拍摄热成像图片。
进一步地，步骤（2）所述高温流量计用于测量高温工质的流量。
进一步地，步骤（4）中，所述水冷壁管的定位标记或编号时，采用标记牌或指定参照物。
进一步地，步骤（4）中，水冷壁管按四面墙逆时针数的根部进行编号，编号后在管外进行标记；或每两个垂直刚性梁之间的间隔进行单独编号。
进一步地，步骤（5）中，选取三个以上的不同锅炉负荷工况进行测试。
进一步地，步骤（6）中，测试时按照测试工况、测试位置、照片号或水冷壁管编号进行数据采集。
进一步地，还包括步骤（9）结果验证：利用检修机会，对标记的水冷壁管进行割管内窥镜检查，对结垢情况进行分析或对高热负荷区管段取样进行金相及力学性能分析，评估水冷壁管向火面内外壁金属老化程度，找出水冷壁管超温或隐性超温的原因。
进一步地，步骤（9）中，内窥镜检查位置包括进口联箱管孔及集箱内部、水冷壁管全程所有焊缝及弯头、高热负荷区管内壁结垢情况和靠近出口集箱的管子内壁。
还包括步骤（10）治理效果验证：治理完成之后，重复步骤（1）－步骤（10），对比治理前后的数据，验证治理效果。
本发明所达到的有益效果：
本发明依据红外测温和工质流量测定，能够快速对水冷壁超温及隐性超温进行筛查。检测速度快，成本低，准确率高。
附图说明
图1为标记牌。
图2为水冷壁保温拆除和定位要求示意图。
图3为本筛查评估治理方法流程图。
图4为具体实例的壁温检测位置示意图。
图5为具体实例的流量检测位置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明的筛查评估治理方法作进一步阐释，并不是把本发明专利的实施范围限制于此。
本实施例中的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估治理方法，如图3所示，包括以下具体步骤：
测试部位的选择。针对某火力发电厂的锅炉型号，下部螺旋水冷壁壁温检测选择在水冷壁中间集箱入口连接管（图4）；上部垂直水冷壁壁温检测最好选择在水冷壁出口集箱入口连接管。
保温的局部拆除。下部螺旋水冷壁检测部位及保温拆除部位及拆除宽度要保证检测人员可方便观测水冷壁中间集箱入口连接管垂直管段，且不影响红外热像仪正常检测和高温流量计测量。
水冷壁管表面的清理。水冷壁管子表面如有保温棉、耐火水泥，应进行清理；如管子表面氧化和锈蚀均匀，一般不需进行表面清理，但如果管子表面锈垢较厚且不均匀，建议用钢丝刷进行必要清理（因管子表面附着物影响管子表面红外测温精度）。
水冷壁管的定位标记。在水冷壁管上附着有编号的标识牌，编号能对应水冷壁中间集箱前金属壁温测点编号。拍照时在一张照片上至少应有一处或两处有清晰的编号标记。
水冷壁管子最好按四面墙逆时针数的根部进行编号，编号后可在管外悬挂标记牌（图1），但如果现场刚性梁等遮挡严重，无法准确根数，也可以考虑以每两个垂直刚性梁之间的间隔进行单独编号（可参照图2）。
锅炉负荷工况的选定。选定3个稳定阶段进行测试，分别为：90%以上的满负荷、50~60%左右的中间负荷、25~35%之间的低负荷。测试过程中，机组尽量保持负荷及各运行参数稳定，根据配合准备情况及测试环境条件不同，稳定时间应不低于20分钟。
水冷壁壁温数据的采集及记录。移动红外热像仪拍摄水冷壁热成像图片（后简称“热图”）。测试过程中，严格记录环境温度、风速及其他影响测试的条件；按照测试工况、测试位置、照片号或管子编号进行数据的采集。
水冷壁管内工质流量的采集及记录。使用高温流量计测试选取管段内的工质流量。为获得稳定可靠的测量数据，在确保找到管子对应规律的情况下，可在该对应管的水冷壁进口集箱引出管处进行管内介质流速测量（图5）。测试时按照测试工况、测试位置、照片号或管子编号进行数据采集。并且记录测试管段内工质流经的焊接接头数量（查图纸），测试过程中严格记录环境温度、或其它影响测试的条件。
数据的提取与整理。识别红外热像仪拍摄的热图的分布特性，提取各水冷壁管的平均温度和最高温度数据。工质流量是用一种高温流量计测得的数据记录成excel，并与拍摄的热图管号对应。导入对应水冷壁管内工质流量，生成对应的壁温和工质流量报告。
结果判定。结合流量计的测试结果与壁温采集结果数据，进行综合分析，给出水冷壁是否超温或存在隐性超温的结果判定。
结果验证。利用检修机会，对结果判定为超温或隐性超温的管子进行割管内窥镜检查，检查位置必须包括进口联箱管孔及集箱内部、管子全程所有焊缝及弯头、高热负荷区管内壁结垢情况、靠近出口集箱的管子内壁。如存在明显结垢情况，进行管子垢量、垢层厚度、垢样成分等相关分析。另外对高热负荷区管段取样进行金相及力学性能分析，评估管子向火面内外壁金属老化程度。利用以上验证方法找出水冷壁管超温或隐性超温的原因并给与相应治理。
治理效果验证。治理完成之后，重复一次本筛查治理方法，对比治理前后的数据，验证治理效果。

Claims (10)

1.一种火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）测试部位选择：根据不同火力发电厂的锅炉型号，选取水冷壁检测部位；
（2）保温的局部拆除：拆除局部保温的宽度使检测人员可观察检测管段且不影响红外热像仪及高温流量计对水冷壁管的检测；
（3）水冷壁管表面的清理：对水冷壁管表面进行清理；
（4）水冷壁管的定位标记：对水冷壁管进行定位或编号，使热成像图片上可识别出对应管段；
（5）锅炉负荷工况的选定：选取运行参数稳定的锅炉进行测试；
（6）水冷壁壁温数据、水冷壁管内工质流量数据的采集及记录：移动红外热像仪拍摄水冷壁热成像图片；采用高温流量计测试选取管段内的工质流量，记录测试管段内工质流经的焊接接头数量，得到高温流量计的测试数据；
（7）数据的提取与整理：根据红外热像仪拍摄的水冷壁热成像图片提取各水冷壁管的平均温度和最高温度数据，得到壁温测试的数据；
（8）结果判定：结合高温流量计的测试数据与壁温测试的数据，进行综合分析，判断水冷壁是否超温或存在隐性超温。
2.根据权利要求1所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：步骤（1）中，测试部位选择时，选择避免炉膛局部热负荷偏差和鳍片及焊接因素对壁温有影响的部位；选择便于水冷壁管定位以及仪器测试的部位。
3.根据权利要求1所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：步骤（2）所述红外热像仪用于拍摄热成像图片。
4.根据权利要求1所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：步骤（2）所述高温流量计用于测量高温工质的流量。
5.根据权利要求1所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：步骤（4）中，所述水冷壁管的定位标记或编号时，采用标记牌或指定参照物。
6.根据权利要求1所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：步骤（4）中，水冷壁管按四面墙逆时针数的根部进行编号，编号后在管外进行标记；或每两个垂直刚性梁之间的间隔进行单独编号。
7.根据权利要求1所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：步骤（5）中，选取三个以上的不同锅炉负荷工况进行测试。
8.根据权利要求1所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：步骤（6）中，测试时按照测试工况、测试位置、照片号或水冷壁管编号进行数据采集。
9.根据权利要求1所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：还包括步骤（9）结果验证：利用检修机会，对标记的水冷壁管进行割管内窥镜检查，对结垢情况进行分析或对高热负荷区管段取样进行金相及力学性能分析，评估水冷壁管向火面内外壁金属老化程度，找出水冷壁管超温或隐性超温的原因。
10.根据权利要求9所述的火力发电厂锅炉水冷壁超温及隐性超温筛查评估方法，其特征在于：步骤（9）中，内窥镜检查位置包括进口联箱管孔及集箱内部、水冷壁管全程所有焊缝及弯头、高热负荷区管内壁结垢情况和靠近出口集箱的管子内壁。
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