WO2013091487A1 - 电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法 - Google Patents

电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法 Download PDF

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WO2013091487A1
WO2013091487A1 PCT/CN2012/086140 CN2012086140W WO2013091487A1 WO 2013091487 A1 WO2013091487 A1 WO 2013091487A1 CN 2012086140 W CN2012086140 W CN 2012086140W WO 2013091487 A1 WO2013091487 A1 WO 2013091487A1
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WO
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temperature
screen
pipe
tube
heat
Prior art date
Application number
PCT/CN2012/086140
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English (en)
French (fr)
Inventor
王衡
王孟浩
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上海望特能源科技有限公司
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Publication date
Application filed by 上海望特能源科技有限公司 filed Critical 上海望特能源科技有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F22B35/18—Applications of computers to steam boiler control
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/026—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for monitoring a plurality of temperatures, e.g. by multiplexing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/38—Determining or indicating operating conditions in steam boilers, e.g. monitoring direction or rate of water flow through water tubes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow

Definitions

  • the invention relates to a method for discriminating the technical field of a power station boiler, in particular to a method for monitoring dynamic wall temperature in a furnace of an electric heating boiler.
  • Patent name Power plant boiler superheater and intelligent reheater intelligent wall temperature management method, special wine application number:
  • Step 3 Calculate the steam temperature and the wall temperature of each furnace point of the furnace according to the read online monitoring data;
  • Step 4 Count each tube of each stage of the superheater and the last stage reheater Point historical temperature data distribution range and over-temperature running time of each calculation point: between;
  • Step s the calculation result is displayed in real time.
  • the shortcomings of this technology are: (1) As described in the subject matter of this patent application, it only performs intelligent wall temperature management on the two tube sets of the last stage superheater and the last stage reheater of the power station boiler, and the large capacity
  • the boiler superheater reheater pipe system has a total of 6 pipe sets, that is, a superheater (or low temperature superheater), a secondary superheater (or a split screen overcooker), and a tertiary superheater.
  • Superheater four-stage superheater (ie final superheater), warm reheater and high temperature reheater.
  • the invention aims at the prior art: the deficiency and the deficiency in the operation, and proposes a method for monitoring the dynamic wall temperature in the high temperature tube furnace of the power station boiler.
  • the invention realizes the over-temperature state of the superheater and the reheater pipe system, and the real-time dynamic monitoring and monitoring.
  • the safety and economic operation of the boiler superheater and the reheater pipe system are realized, and the state maintenance of the boiler is provided directly. data support.
  • the present invention is achieved by the following technical solutions - the present invention relies on the following steps - steps, through pre-computation, to obtain a representative furnace outside the wall of the tube set with the smallest amount of furnace ⁇ Set point
  • Step I Read the data in the real-time database of the boiler from the real-time database of the power plant, and save it to the relational database of the local server;
  • Step 3 According to real-time data of real-time operation and metal wall temperature outside the furnace, real-time dynamics of all pipe working temperature and metal wall temperature, and stress intensity over-temperature value of power station boiler superheater and reheater tube furnace Calculation
  • Step 4 Separating the data of the metal pipe section exceeding the metal stress intensity over temperature of the pipe wall from the calculation result of the step 3 is displayed in real time and stored in the over temperature summary database.
  • Step S According to the distribution of over-temperature, super-p, and over-temperature time of each monitoring beach section, the distribution chart of Zhiao is automatically generated according to the # sequence.
  • the estimation mentioned in the step is to pre-calculate the metal stress intensity margin of all pipe sections of all the pipes in the deviation screen of the boiler width in the boiler design stage, which is easy to over-explosion in the pipe screen. Most dangerous pipe
  • Obtaining the wall metal stress intensity wall temperature margin of the pipe wall includes the following steps;
  • K is the high thermal load deviation coefficient, which is the convection heat release coefficient
  • H d is the convection heating area
  • ⁇ is the flue gas temperature
  • ⁇ is the pipe ash surface temperature
  • the convective heat transfer deviation of each pipe by the flue gas is calculated, and the convective heat transfer coefficient of the pipe section is calculated.
  • the radiation angle coefficient of each row of pipes is calculated from the front smoke of the screen, and the pipe sections are calculated.
  • the mouth tube and the screen smoke are transmitted through the tube screen.
  • Room for calculating the radiation angle coefficient of the pipe segment, calculate the front-front vehicle deviation coefficient ⁇ of each pipe segment.
  • the post-screen radiation deviation coefficient of the pipe section is calculated from the radiation angle coefficient of the rear flue gas to each row of pipes.
  • the radiation angle coefficient of each row of tubes by the smoke under the screen ⁇ Obtain the on-screen ⁇ ⁇ coefficient of the pipe segment.
  • Ai a ⁇ ⁇ ' CQ !3 ⁇ 4 4- Qp ⁇ + ⁇ + + Q z + , + Q ) ig& (8 )
  • K ⁇ is the width hygroscopic deviation coefficient set by the pre-calculation
  • 3 ⁇ 4 is the pipe convection The average value of the ripening amount
  • Q is the average value of the radiant heat between the screen segments
  • Q q is the average value of the radiant heat before the screen section
  • Q is the average value of the front micro-heat of the pipe section
  • Q the average radiant heat of the pipe section
  • h the average value of the radiant heat after the screen section
  • Q x is the average value of the radiant heat under the screen section
  • the calculation formula of the heat of the item is similar to the above formula (1) to formula (7). To calculate the steam flow in the pipe section.
  • ii is the steam enthalpy of the calculation tube, taking the HI design value
  • £Mi is the sum of the calculated values of the steam enthalpy increase from the tube inlet to the calculation point
  • i is the calculated working temperature of the pipe section; the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the pipe; the maximum thermal load along the perimeter of the outer diameter of the pipe section; M is the average heat equalization coefficient along the thickness of the tube ft; "2 is the heat release coefficient between the inner wall and the steam
  • 0d is the dynamic stress value of the needle tube.
  • tyx is ⁇ monitoring point tube gold _ the allowable temperature of the genus i is the wall temperature (: thermal resistance average point temperature).
  • Step H The way to measure the collection point by pre-calculation is as follows ⁇
  • the above-mentioned wall temperature margins are sequenced from small to large, and the first 00 positions with the smallest margin are determined to determine the tubes along the same tube and along the width of the boiler.
  • the pipe smear of S ⁇ 20% of the total number of pipes in the pipe screen is installed along the same pipe and along the outside of the boiler width.
  • the inter-screen smoke chamber of the high-temperature tube screen in front of the calculation of the tube screen is calculated.
  • the screen smoke chamber and the rear screen smoke chamber of the tube screen can not be ignored for calculating the heat of the tube screen.
  • the heat of the first shot (the front H-heat 3 ⁇ 4, the radiant heat in the screen and the heat of the screen after the screen 3 ⁇ 4) should be calculated in the steam temperature section: calculation. These three items are added to the segmentation calculation.
  • the heat causes the calculated temperature of several tubes of the tube panel to be high, and the measured value is combined with the measured value, which improves the calculation degree.
  • the convective heat release coefficient of each row of pipes along the flue gas flow is used as a fixed value method.
  • the flue gas cannot be effectively washed between the tubes of the middle valve tube row, and the flue gas has no adjacent tubes due to the step direction of the inferior portion of the first cone tube and the rear end tube. More adequate. Therefore, their (3 ⁇ 4 is larger than the middle tube.
  • the present invention varies the flow velocity along the perimeter according to the flow of the flue gas through the first row and the last tube, and uses the integral method to calculate their convective heat release coefficient relative to the middle tube. Improve the accuracy of the calculation.
  • the heat load of each tube along the flow of the flue gas is used as a fixed value.
  • the actual use is the tube in the different positions of the tube screen (the middle tube, the first tube, the tight tube), the tube on the side of the screen, the pitch on both sides of the tube, and the screen radiant heat negative condensation qp
  • the multi-integral method is used to calculate the deviation coefficient of the thermal load between the tubes and the middle tube.
  • the prior art calculates the temperature of the pipe wall at each point in the furnace, because it is difficult to accurately calculate the temperature of the pipe inside the pipe, so Calculate the average heat load q by the average steam temperature ⁇
  • the steam temperature in the tube is much higher than the average steam temperature ipj.
  • the calculated qo value is much higher than the actual value, which results in the calculation of the temperature and the actual seriousness.
  • the invention can accurately calculate the internal steam in the tube, and the H can directly calculate the working fluid overflow of the pipe section to calculate ⁇ ⁇ , so that the calculation result is consistent with the measured value, and the accuracy of the calculation is improved.
  • the prior art calculates the inner wall and the outer wall of the tube in the calculation of the wall temperature of each point in the furnace.
  • the heat equalization coefficient in the calculation formula uses the same value but in the superheater/reheater tube of the modern large-capacity boiler, the temperature and pressure are much larger than the conventional subcritical boiler.
  • the superheated steam outlet pressure of the super-super-boiler boiler is high, Se ⁇ % left fi, up to 26 ⁇ 27, SM3 ⁇ 4, g, the outlet temperature is higher than the critical boiler 3SO, up to 60S ⁇ so the thickness of the pipe is increased
  • the super-supercritical boiler last stage, the S thickness of the tube in the heat furnace reaches 7 ⁇ ".fflm (the Bian Bian boiler is 4 ⁇ ? So the heat sucked by the pipe: the ho tube thickness
  • 3 ⁇ 4 has a large difference in the inner wall flow coefficient when the heat reaches the inner wall.
  • the average heat transfer coefficient ⁇ 1 ⁇ 2 of the pipe along the pipe wall and the heat equalization coefficient of the inner wall are calculated by using a mathematical model of the heat flow along the wall thickness of the pipe wall, respectively, for the thermal resistance of the pipe wall.
  • the accuracy of the calculation of the wall S is improved.
  • the stress in the tube is different from the outer circumference of the tube.
  • the strength of the tube is characterized.
  • the pipe diameter is the thermal resistance equalization point. Therefore, the wall temperature of the thermal resistance equalization point is used as the wall temperature value for detecting whether the temperature is over-temperature, which improves the calculation accuracy.
  • the relationship fish database saved to the local server described in step 2 is as follows -
  • the KKS list number from the power plant supply database contains the point table clearing of the boiler real-time operation superheater reheater outside the furnace metal temperature data;
  • the server compiles the data collection program through the ⁇ interface. After reading the list of point tables, it issues a command to let the real-time database of the factory generate the data files according to the required parameters.
  • the ⁇ real-time database sends the requested data to the location specified by the local computing server according to the yang and file name twice per minute;
  • the real-time dynamic calculation of the working fluid S degree and the metal enthalpy temperature described in the step 3 includes the following steps;
  • the calculation of the real-time working temperature, the inner wall temperature and the wall temperature of the tube described in the first step includes the following steps: a. Calculating the average value of the convective heat of the pipe section, the average value of the radiant heat between the screens, 3 ⁇ 4, .
  • the average radiant heat Q 3 ⁇ 4 the average value of the radiant heat of the front ventricle before the screen Q (w , the average value of the radiant heat in the screen ⁇ 3 ⁇ 4, the average radiant heat after the screen is 3 ⁇ 4, the average value of the screen «the amount of heat emitted.
  • the if' equation of heat is the same as the above formula (1) to formula (7).
  • s is the heat absorption of the tube screen
  • Qpi is the average heat absorption of each tube screen.
  • Kr is the width of the actual operating heat absorption offset ⁇ Q, which is the average value of the convective heat of the pipe section; ⁇ 3 ⁇ 4, which is the average value of the radiant heat of the pipe screen; the average value of the radiant heat before the screen section; Q TO is the pipe section The average amount of heat before the first part of the vehicle; 3 ⁇ 4 is the average value of the radiant heat in the screen; Q ((the average radiant heat after the screen section; Q. t is the average value of the radiant heat under the screen; Kr's calculation formula and formula (15 The same, the calculation formula of 7 heats is the same as the above formula C 1 ) ⁇ formula ( ⁇ ?). To calculate the steam flow rate of the pipe section.
  • 3 ⁇ 4 is the inlet steam of the actual running pipe screen
  • ⁇ is the sum of the calculated values of the working conditions recorded from the pipe inlet.
  • s ib is the thermal temperature of the tube wall, the average point temperature is); tys is the allowable temperature of the metal of the tube.
  • step 3 The working temperature, metal wall temperature (wall wall heat group average point temperature), metal ⁇ stress intensity over temperature value, material and temperature of each monitoring point in the superheater and reheater tube furnace are described in step 3.
  • the user selects the daytime and the same screen mode in the "steam and coating temperature image alarm" menu to display the steam temperature and wall temperature distribution of a certain pipe section along the screen, or select the steam temperature and wall temperature of all the pipe sections of all the pipe panels.
  • the distribution shows that when the stress of the metal material is over-temperature, the color changes to red.
  • the mouse clicks on each bar graph the mouse response of the corresponding point pipe segment appears.
  • the content includes: When the Weng point is located, the current Dynamic working temperature, metal wall temperature, current wall metal stress intensity over temperature material and specifications.
  • the data stored in the over-temperature summary database in step 4 includes: - recording and displaying the over-temperature cumulative duration, over-temperature, frequency, and data of the boiler operation status at each over-temperature moment, the following steps are as follows ⁇ 0) According to each calculation point, each time the stress exceeds the allowable temperature, the hour is the recording time, and the boiler electric power, main steam temperature, maximum wall temperature and maximum coating temperature time, material specifications in each time period Into the database, and according to the tube group for material stress temperature statistics query;
  • the "Over Temperature Statistics" interface of the tube group will appear.
  • the accumulated data of the over temperature section details appearing in the past system operation will be displayed. Displayed to the user, including the accumulated over-temperature time of each pipe section, the over-temperature details and the position specification of the pipe section, etc., and can be sorted according to the pipe number or screen number.
  • the corresponding table can generate Excei file output as needed. After clicking the "View” button of mi after each record, the summary record of the corresponding pipe segment will be opened, showing the ft over-temperature details of this pipe segment.
  • the watcher can see the over-temperature duration of the pipe segment in each hour.
  • the maximum coating temperature the time when the highest wall temperature occurs, the active power of the boiler generator and the temperature of the main steam at the highest temperature.
  • the system After clicking the "View" button of each record, the system will enter the top of the record's maximum temperature.
  • the top of the 'History Tracking Form has a fuzzy query that can be based on the start of the end and the overheating time. You can query the corresponding table W for the over-temperature condition of each tube group according to the conditions to generate the EXCEL document output as needed.
  • the user selects the unqualified tube group, the overflow time range, the overflow position, and the over temperature date for combined query, and the system accesses the existing over temperature in the database history.
  • the client interface displayed on the information ⁇ conditions are set according to grain
  • the distribution chart described in S refers to the distribution of over-temperature values, over-temperature durations, and over-temperature frequencies.
  • the user can display the over-temperature frequency and over-temperature value of the first 30 -8 ⁇ ⁇ pipe segment by the scatter point vector diagram and the table according to the pipe group screen number as the abscissa, the over-temperature frequency, the over-temperature value and the over-temperature time as the level coordinates. , distribution map and distribution table of over temperature time.
  • the mouse chord box appears, the content is the part of the calculation point pipe section, material specification, and over temperature time.
  • the invention aims to eliminate the squib of the power station boiler superheater and the reheater pipe system in operation due to overheating of the metal stress intensity of the pipe wall and to prolong the service life of the pipe system, firstly to the superheater and reheater pipe system of the power station boiler
  • the real-time online operation, dynamic temperature, and gold are the actual detection of the stress intensity over-temperature range.
  • ⁇ “ ⁇ calculation based on real beach data and calculation results, Measures to avoid the temperature operation of the boilers in the power station and to extend the service life of the piping system.
  • the utility model realizes the method for making the two lifespan of the superheater S reheater pipe system of the power station boiler> the realization of the dynamic wall temperature and the metal stress intensity of all the tubes of the boiler superheater and the reheater pipe system Real-time online monitoring. If the over-temperature or regional temperature of some sections of the superheater and reheater piping system is too low, it can be burned by anti-cutting wind, operation of different coal mills, local coal powder distribution of the burner, adjustment of the burner, etc.
  • the invention Compared with the prior art, the invention has significant technical effects and technical advances. (1) The invention monitors all the tubes of the superheater reheater, and lifts off the coverage of safe operation, which can obviously overcome The Bureau intends to monitor the existing problems of only one or two pipe groups; (2) The key is used to effectively select the temperature of the pipe in the pipe group to install the temperature measurement points outside the furnace to make the calculation accuracy. With a solid foundation (3) According to the characteristics of the current large-capacity boiler structure, the present invention increases the front and front injection, the in-screen crane shot and the post-screen radiation heat, while fully taking into account the various radiations of the pipe sections at different locations.
  • the influence of the deviation of the convective heat absorption makes the calculation, monitoring and actual measurement results of the steam temperature more consistent; (4)
  • the calculation and monitoring of the wall temperature of the furnace in the present invention > The calculation of the steam temperature and the smoke temperature of the monitoring point directly The maximum heat load ⁇ m, and according to the characteristics of the high-parameter boiler wall thickness, the average heat distribution coefficient of the inner wall of the average heat flow coefficient is calculated by the sword to make the calculation result of the temperature higher.
  • the invention realizes dynamic on-line calculation and on-line monitoring of dynamic wall temperature and metal stress intensity over-temperature value in the superheater and reheater tube furnace, which can eliminate the internal factors of the superheater and reheater tube furnace in the boiler operation
  • the technical effect of prolonging the service life of the pipe system by the metal stress intensity of the pipe wall is over-temperature; it solves the major technical difficulties that need to be solved urgently in the field of power plant boilers in China, and can accurately prevent the high-rise of the power station boiler.
  • Pre-set measures for the super-burst tube of the pipe system avoiding the huge direct economic losses caused by the tube bursting of the rabbit power station boiler to the enterprise.
  • the total weight of the boiler steel is 2SiMW tons, which is 7S by the weight of the ££ parts.
  • the high-temperature pipe screen has a weight of ⁇ ⁇ ton, the cost is more than 100 million yuan, and its design life is 10,000 hours.
  • 3 ⁇ 4 Extend the service life of the temperature control panel 20,000 hours, the economic benefits of more than 20 million people are also very spectacular. 2 ⁇ 7 years, HR3 (:, SUP£R304B: the price of two kinds of pipes in Japan is three times, reaching more than 300,000 yuan per ton, so it is necessary to extend the service life and improve economic efficiency through careful operation.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an implementation process of an embodiment of the present invention.
  • a super-supercritical boiler of a power plant is selected, and the high-temperature reheater pipe system adopts a schematic diagram of the implementation of the process shown in FIG.
  • the first part through the pre-if 'calculation, the ultra-supercritical boiler high-temperature reheater piping system is representative of the furnace wall temperature margin is the smallest tube installation furnace wall temperature measurement collection point"
  • the I00 MW ultra-super-border boiler high-temperature reheater has a total of 44 screens, each with a root tube. A total of 1056 pipes count 6336 pipe segments.
  • ⁇ 5 (+ 3 ⁇ 4> + 3 ⁇ 4 + 3 ⁇ 4 + 3 ⁇ 4 + + Q x) 1 ⁇ 2a il
  • the pre-calculated set width hysteresis deviation coefficient the value. (3 ⁇ 4 is the average convective heat of the pipe section; ⁇ 3 ⁇ 4 is the average value of the radiant heat of the pipe section; 3 ⁇ 4 is the average value of the radiant heat before the screen section; Q It is the average value of the front heat of the pipe section; the average value of the ffi radiation in the pipe section; Q h is the average value of the radiant heat of the pipe section; the average value of the radiant heat of the pipe section; the formula of the 7 heats and the above formula (1)
  • ⁇ (7) is the same as calculating the steam flow of the pipe section, calculate the steam ⁇ in the formula; ⁇ is the calculation of the steam ⁇ of the pipe, take the design ⁇ ⁇ 34i8W / kg; Calculate the sum of steam surges for all pipe segments at the point.
  • the working temperature ⁇ d is obtained from i, and if the pipe is inside the metal, the temperature is: wb- t t ⁇ m ( ⁇ )
  • ⁇ calculation steam temperature in the point pipe; is the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the pipe; is the heat ft current sharing coefficient of the inner wall; «2 is the heat release coefficient of the inner enthalpy and the steam; qm is the outer ridge along the perimeter Maximum heat load;
  • ⁇ is the temperature of the tube in the monitoring point
  • s p is the ratio of the outer diameter of the tube to the inner diameter
  • m is the heat applied inside The average flow coefficient
  • wpj is the average heat flow coefficient along the thickness of the tube
  • "2 is the heat release coefficient between the inner wall and the steam.
  • di is the dynamic stress value of the tube
  • g. Calculate the tube metal stress strength of the point pipe.
  • the temperature allowance is ⁇ . - Calculate the allowable temperature of the pipe metal.
  • tyx is the wall temperature (the wall heat and the average point).
  • Sorting the overflows taking the number of wells per screen, all 44 tubes in the 5th tube, 18 tubes in the 1st tube of each of the outer tubes, and the 5th and the screens along the width of the boiler.
  • the root tube serves as a measurement collection point. Plus easy to be blocked by foreign objects installed Pipes, a total of 94 measurement collection points.
  • the second one from the power plant's 3 ⁇ 4S or « (also K is PL, EDNA. iipesiFksi, G tk « and other databases) real-time database to read the data required for the boiler real-time operation, the furnace metal wall temperature and other calculations, and Save to the relational database of the local server
  • the required data point table (including the data of the real-time operation of the boiler and the metal wall temperature outside the furnace of the reheater) is included.
  • the local computing server edits the data collection program of the data: after reading the collated data table, issues a command to let the real-time database of the power plant read the format required by the data reading software (including the collection point address, value, time). Etc.) Send the requested data to the location determined by the local computing server at intervals of 2 times per minute and file name, and save it in real time to the real-time database or relational database of the local server.
  • step 1 Calculate the real-time working temperature, metal inner wall temperature and wall temperature of the tube as described in step 1, including the following steps ⁇
  • Kir is the width of the actual operating heat absorption coefficient s Q, f is the average convective heat of the pipe section; , is the average value of the radiant heat between the screen segments; 3 ⁇ 4 is the average of the heat radiation of the pipe section Value; Q 3 ⁇ 43 ⁇ 4 is the average value of the radiant heat before the pipe section; 3 ⁇ 4 is the average value of the radiant heat in the pipe section; Q b is the average value of the radiant heat of the pipe section; Q s is the average value of the radiant heat under the pipe section;
  • the calculation formula of the heat is the same as the above formula (1) to formula (?).
  • the formula of Kr is the same as that of formula (15) protest is the steam flow rate of the metering pipe section.
  • the working temperature of the 6336 calculation pipe segments is between 466 ⁇ and 620 ⁇ .
  • ⁇ is the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the pipe; ⁇ « is the inner wall loves the coefficient of uniform flow; 2 is the heat release coefficient between the inner wall and the steam; im is the maximum heat along the perimeter of the outer wall load.
  • ⁇ is the convective heat load increase factor
  • ⁇ is the convective heat
  • B ti is the convection-receiving area
  • ⁇ is the ejective heat load Exposure factor
  • M P is the ⁇ valve radiation area
  • Q is the radiant heat after the screen
  • 13 ⁇ 4 is the radiation area behind the screen
  • the radiant heat is under the screen
  • H x is the radiation area under the screen.
  • ⁇ is the steam temperature inside the pipe at the monitoring point; the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the pipe; the maximum thermal load along the perimeter of the parallel wall of the monitoring point; the internal heat equalization coefficient; ⁇ > is the average heat equalization coefficient along the pipe straight; 2 is the heat release coefficient between the inner enthalpy and the steam.
  • This embodiment ⁇ book MW ultra-super 3 ⁇ 4 boundary power station boiler high temperature reheater 6336 calculation points of the furnace inner tube heat group average point wall temperature calculation range between S7O ⁇ 660I;
  • ii is the dynamic stress value of the tube at the point of calculation
  • the fifth one Generate an intuitive distribution chart, which refers to the distribution chart of super value, super time duration, and over temperature frequency.
  • the user can display the over-temperature frequency and over-temperature of the pipe segment by 1 ⁇ ) ⁇ 80 ⁇ pipe segment according to the pipe group screen number as the abscissa, the over-temperature frequency, the over-temperature value, and the over-temperature time as the ordinate. Value, distribution map and distribution table for over-temperature time.
  • the wall temperature of the unit with ftMW can effectively control the high temperature pipe for more than one year to avoid the explosion caused by a super temperature, which can reduce the loss of the amount of up to 9.44 million yuan; avoid the rabbit high temperature superheater and high temperature reheater drop parameters Travel party 3 ⁇ 4

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Abstract

一种电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法，通过预计算，得出管组中具有代表性的炉内壁温裕量最小的管子装设炉外壁温测量采集点；从电厂实时数据库中读取锅炉实时运行、炉外壁温等计算中需要的数据，保存到本地服务器的关系型数据库中；根据实时运行和炉外金属壁温的实时数据，对电站锅炉过热器和再热器管系炉内工质温度和金属壁温生成实时动态计算；分离出超过管壁金属应力强度超温值部位的金属管段的数据存入超温汇总数据库。动态壁温监测的方法能够有效结合实际工况动态在线计算和在线监测，达到延长管系使用寿命的技术效果，解决防止电站锅炉管系超温爆管的技术问题。

Description

电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法 技术麵
本发明涉及的是一辨电站锅炉技术领域的方法，具体是一种电姑锅炉离温管系炉内动态壁 温监测的方法。
背景技术
近年来，我国发电行业的高速发展，超 界和超超临界发电机组大量投运 ,锅炉等缀.、温 度、 压力等参数随着提升。 目前金羼材料已经用到了接近最高麵I等级， 相应的材料在应力超 温方面的裕量越来越小， 运行中多项因素都会引起超温现象 , 还引发了由于材料超温造成：的管 内氧化皮的生成过快并 K落引起堵塞爆管等问题。 锅炉爆管事故不但会逾成上千万; 直接经 济损失， 导致管组寿命大幅度减小， 而且还存在连续爆管的隐患。 为了消除电站锅炉过热器和 再热器管系在运行中因管養超温引起的爆管、延缓管内氧化皮生成速度及延长管系的使用寿命， 急需提出一神电站镙炉过热器和再热蕃管系炉内动态壁温的实时 ϋ测方法， 对电站锅炉过 «器 和再热器管系的实时在线运狞情况、 动态壁瀛、 温度裕量等情况进狞实时监测， 并能对锅炉的 燃烧调整有实际的指导意义。其經济效益、节能减排指标 *常突出而 ϋ迫切， 与我国 .2 幾划 中国家能源建设密切相关。
经对现有的技术文献检索发现
①专利中请名称： 电站锅炉末级过热器和来缀再热器智能壁温管理方法， 专酒申请号：
20101017 2 8.,\, 利公开号； C 1 ai832543As 该技术自述： 管遝方法的歩骤为；
歩骤 、将网页服务器分别与用户端浏览器、数据库簾务 II和计算服务器连接，数据库厳 务器和计算簾务器连接， 数据库繊务器遒过厂级 控信息系统与电厂 DCS系统或者 MiS系统
Figure imgf000003_0001
歩骤 ι、读取厂级监控信息系统数据库中锅炉末级过热器和末级再热器在线监测数据,. # 保存到本地关系型数据库中 -'
歩骤 3、 根据读取到的在线监测数据计算炉 ή各讦算点的蒸汽溋度及管壁温度； 步骤 4、统计末级过热器和末级再热器各屏各管各 i†算点历史温度数据分布范围及各计算 点的超温运行时:间；
歩骤 s、 实时显示计算结果。 该技术的不足之.处是； ( 1 )如该项专利申请的主题所述，其只对电站锅炉末级过热器和末 级再热器两个管组进行智能壁温管理， 而大容量锅炉的过热器再热器管系共有 6个管组， 即一 缀过热器（或称低温过热器)、二级过热器（或称分隔屏过熟器)、三级过热器《卩后屏过热器）、 四级过热器（即末级过热器）、 温再热器和高温再热器。 在锅炉实际运行中约有 30〜4Θ%的 超温爆管发生在一级过热器靡二级过热器， 该专利没有渉及解决一级过热器 *.二缀过热器两个 管组的超温爆管 β题； （2)该专 方法中的歩骤 i和歩骤 2中， 并没有对取得 fi測数据的测量 采集点的选择及其布局这个关系测量值精度和可靠性 题提出技术方案和措施, 因此所有炉内 计算点（监测点） 的汽温和壁温的计算就缺乏依据和难 K符合锅炉实际运行工况> 如果測量采 集点没有选择在温度最高的管子上， 或者测量傻的准确性不高， 监测点的炉内汽温和壁温:的计 算就严重影响其整个技术方案的技术效果； （3 )该技术方法中的歩骤 3, 各计算点的蒸汽温度 和管壁温度的计算模 同样存在缺乏建瀵依据 *不符合锅炉实际运行工况的情况， 如： 缺少计 算点烟气上游翁管屏烟室的辐射（前前 «射）、屏中辐射和屏后辐射对计算点的辐射热量，还缺 少各排管子计算点对流吸热量、 屏闻賴射吸热量和屏前纏射吸热量的偏盖。 综上所述， 该专利 并不能实现整个电站锅炉管系的齄温快速在线实时计箅和在线监裸与控劁, 也无法实现电站锅 炉在服 S期内安全运行， 以及延长锅炉使用寿兪。 由于缺乏建模依据和精度和可靠性都存在 题， 对于其特指的末级过:热器和末级再热器也难以获獰积极的技术效果。
发明内容
本发明针对现有技:术中存在的不足和缺赔，提出一种电站锅炉高温管系炉内动态壁温监澜 的方法。 本发明实现过热器和再热器管系超温状态、 实时动 ¾计算监測' 实现了电站锅炉过热 器和再热器管系的安全、 经济运行， 并为锅炉的状态检修提供了直接的数据支持。
本发明是通过以下技术方案实現的- 本发明包賴以下歩骤- 歩骤 、通过预计算，得出管组中具有代表性的炉内齄籙裕量最小的管子装设炉外壁 测 量釆集点；
歩骤 I、从电厂实时数据库中读取锅炉实时运行 炉外壁温等计算中霈要的数据， 保存到 本地服务器的关系型数据库中；
歩骤 3、裉据实时运行和炉外金属壁温的实时数据，对电站锅炉过热器和再热器管系炉 Λ 所有管子工质温度和金属壁温， 以及应力强度超温值生成实时动态计算；
歩骤 4、从歩骤 3计算结果中分离出超过管壁金属应力强度超温值部位金属管段的数据实 时显示并存入超温汇总数据库《 歩骤 S、 根据各监灘管段的超温激次、 超浦、 超温时间的分布情况 按照 #序自动生成 直澳的分布图表。
其中；
歩骤 所述的预计 就是在锅炉设计阶段预先计算沿锅炉宽度吸热量最大的偏差屏中所 有管子各管段管壁金属应力强度壁溋裕量， 用以我出管屏中容易超温爆管的最危险的管子
获得所述的管壁金属应力强度壁温裕量 包括以下歩骤；
a、 计算管段的对流热量平均值 ¾: Q^Kh^e, (θ-ί,) (1)
式中： 为对流传热偏差系数,， K 为高度热负荷偏差系数， 为对流放热系数， Hd为对 流受热面积， Θ为烟气温度， ^为管子积灰表面温度。
裉据计算管段在管屏中所处的位置，由烟气对各禅管子的对流传热偏差，计算得到管段的 对流传热櫞差系数
b、 计算屛阔辆射热量平均值 QP；
Figure imgf000005_0001
{ θΡ+ 2?3) 4~-(t,+273 ) j (2) 式中： ¾:,为屏陶辐射偏差系数， 为高度热负荷偏差系数， 为波尔茨曼辐射常数, ^ 为系统辐射黑度， aP为屏间烟宣黑度， 为屏间辐射面积, θρ为屏闻烟气溋度； 为管子积灰 表面温度。
根据计黧管段在管屏中所处的位 Ϊ (中闳管， 首排管，紧贴在一片屏侧面的管子，两边节 距不等管子），由屛闻烟气对各种类型管子的屛闻辐射角系数，计算得到各管段的屏间辐射偏差 系数^
<, 计算屏前辐射热量平均值 <¾; Q< ¾Kli i a¾iy (θ +2?3》 (t3+273 ) * (3) 式中： 为屛前辐射偏差系数， ¾为寓度热负荷偏直系数， ί¾为波尔茨曼辐射常数， asi 为系统辐射黑度， 为屏前烟室镙度， 为屏前辐射面积， 为屏前烟气温度， 为管子积灰 表面温度。
根据计算管段在管屏中垂直于屏前辐射所处的位置（第 K 2, 3„ .....排)， 由屏前烟气对 各排管子的辐射角系数， 计算得到各管段的屏前辍射偏差系数 ξ。
d、 计算屏前前烟室辐射热泄平均值 ^
Q<i<f <iK¾«¾ s½ C l~xgp ) ( Bm[ (0tttt+2?3) -(ί.5+2?3) ) (4)
式中： 为屏前前辖射櫞差系数， ϊ¾为高度热负荷偏差系数， 为波尔茨薆箱射常数， 为系统賴射黑度， 为屛前前烟蓥黑度， xgp为屏前烟室迸口管排的角系数， 为屏前烟宽 镙度， Η«为屏前前辐射面积， ^为屏前前烟室的烟温， ^为管子积灰表面温度。
根据计算管屏烟气上游禽温管屏屏间烟室的權射热量透过计箅管屏的迸口管排和屏前烟 室， 对计算管段的辐射角系数， 算得到各管段的前前辆射偏差系数^ 。
e 计算屏中辍射热量平均值 Q产 yCteiAA[H <θ,+ 273) --{¾+273) | (5) 式中； 为屏中辐射偏差系数， Kh为高度热负荷偏差系数， ø。为波尔茨曼辐射常数， 为系统辎射黑度， 为屏中烟室黑度， ¾为屏中辐射面积， 为屏中烟气溢度， 为管子积灰 表面温度
根据计算管段在管屛中垂直于屏中鶴射所处的位置（第 1、 2、 排）， 由屏中烟气对 各排管子的辎射角系数， 计算得到管段的屏中辎射偏羞系数 »
f 计算屏后鶴射热量平均值
Figure imgf000006_0001
{6} 式中； ¾>为屏后賴射偏差系数， s为高度热负荷 ®差系数， ^为波尔茨曼辐射常数， ^ 为系统辐射黑度， ¾为屏后烟室黑度， ¾为屏后辐射面积， ¾为屏后烟气温度， 为管子积灰 表面難
根据计算管段在管屛中垂直于屏 辐射所处的位置（第 1、 、 3……排）， 由屛后烟气对 各排管子的辐射角系数， 计算得到管段的屏后辐射偏差系数 。
g, 计算屏下辆射热量平均值 <¾;
Figure imgf000006_0002
( +273) 4~(i3+273 ) 4 (?) 式中 S 为屏下辍射偏差系数， 为离度热负荷偏差系数， 0«为波尔茨曼雜射常数， 为系统辐射黑度， 为屏下烟室黑度， ¾为屏下辐射面积， θ¾为屏下烟气溫度， ¾为管子积灰 表面纖。
根据针算管段在管屏中垂直于屏下辐射所处的位置（第 1、 2、 5.......排)， 由屏下烟气对 各排管于的辐射角系数， 计箅得到管段的屏下辍射傣差系数 。
¾、 ¾·算管段的焓增 Akn
Ai a = Κ ·' C Q!¾ 4- Qp■+■ + + Qz + , + Q ) ig& (8 ) 式中： K ^为预计算所设定的宽度吸热偏差系数； ¾为管段对流熟量平均值； Q,为管段 屏间辐射热量平均值； Qq为管段屏前辐射热量平均值； Q 为管段前前雜射热量平均值； Q,为 管段屏中辐射热量平均 fi; Qh为管段屏后辐射热量平均值； Qx为管段屏下辐射热量平均值； 该？项热量的计算式与上述式（ 1 )〜式（ 7 )賴同。 为计算管段的蒸汽流量。
i、 计算管段的蒸汽焓 ί-ίί+ΣΛΪί φ)
式中： ii为计算管的迸口蒸汽焓，取 HI设计值； £Mi为从管子进口到计算点所有管段:的蒸 汽焓增计算值之和
j、 计算管段的工质温度 ί
根据蒸汽的焓温表， 由 Γ得出 ί。 k、 计算管段外壁沿周界最大热负荷 qfm
qm：::： tiQ lM + φ (： Q, + QqiE^ + Qqii/E + ¾+ /¾ + Q5/Hs ) (18) 式中； η为对流热负荷增大系数； ¾为对流热 ft; 为对流受热面积； φ为箱射热负荷 曝光系数； ¾为屏间辐射热量； Hf,为屏簡辐射面积； ¾为屏 |«射热量； (i为屏前辐射面积； ¾q为展前前竊射热量； 为屏前前辐射面积； 为屏中纏射热量； 为屏中 射面积； Qh 为屛后辖射热量； ¾为屏后辍射面积； Qs为屏下辖射热量； 为屏下鶴射面积
h 计算管段的金属内壁温度 b-
Figure imgf000007_0001
式中； ί为计算管段工质温度； β为管子外径与内径之比； μ«为内壁 量均流系数； «2为内壁与蒸汽之间的放热系数; qm为外壁沿周界最大热负荷；
m、 计算管段的管壁温度（热 IS均分点温度） i :
t -=i+ qm [™ + ,气 .―,、 ] (12)
a2 λ{ί + /J) 式中； i为计算管段工质温度； 为管子外径与内径之比； 为计算管段的外齄沿周界最 大热负荷； 为内壁热鱟均流,系数； M 为沿管 ft厚度的平均热量均流系数； 《2为内壁与蒸汽 之间的放热系数
o、 计算监测点管子金属的允许温度 tyx: tys-f (.ndi) (13)
式中： 0d 为针算点管子的动态应力值。
ί、 计算监测点管子的管壁金属应力强度齄温裕量 ¾
dt™ s™ib (1 )
式中： tyx为 獰监测点管子金 _属的允许温度 i 为管壁温度 (：热阻均分点温度)。
步骤 H所途的通过预计算逡择测量采集点， 方法如下^
©通过预计算， 找出管屏中容易超温爆管的最危险的管子；
②对上述壁温裕量从小到大进行铧序，取裕量最小的前 00位确定沿同片各管及沿锅炉宽 度需要龁測的管子。
本发明在上述前 3 位管壁金羼应力强度壁温裕量最小的管子中,取占管屏中管子总数的 S〜20%的管子诈为装 ¾沿同屏各管及沿锅炉宽度炉外齄温 ¾量采集点的布覽方案 ¾
本发明在计算出炉内各 »各管的监濯点管内所逑的管 ft实时工质温度时,现有技术炉内各 点汽温分段计算中， 只计算对流、 屏阁辐射, 屏前辐射和屏下辐射热量西神热量。 本发明根据 遨论研究和实炉测量,增加了前前镇射热量 屏中辐射热量 <¾和屏后辎射热量 <&。 H为随 着电站锅炉容量的增大， 其结构与以前亚輸界锅炉有很大的不闻。 管屏的横向节距、 屏中部的 烟窒空间和屏后烟室 S间在尺度上都增大很多， 因此处于计算管屏前（烟气上游） 的高温管屏 的屏间烟室， 计算管屏的屏中烟室和屏后烟室对计算管屏的 Ξ种賴射热量是不能忽略的。 这≡ 项镞射热量（前前 H射热量 ¾„、屏中辐射热量 和屏后鶴射热量 ¾)应该在汽温分段计:算中 予以计算。 在分段计算中增加了这三项热量 使管屏的并翳几根管子的计算温度幵高， 与实测 值物合， 提高了计算的籍度。
现有技术炉内各点汽温计算中， 采用沿烟气流程各排管子的对流放热系数《 为一个定值 的方法来处璦。 而目前实际使用是， 大容量电站锅炉过热器再热器各级管组都采用级向密排的 管屏， 纵向节 ¾比 S2Zd=U〜2。 在这种管屏中， 烟气在中阀管排的管子之间不能有效冲刷， 而烟气对首锥管的翁部和末排管的后部由于级向没有相邻管子， 所以冲綱比较充分。 固此它们 的(¾比中间管大。本发明根据烟气流经首排管和末排管时沿周界的流速变化, 用积分方法计算 出它们相对于中间管的对流放热偏楚系数 提高了计算的精度。
现有技术炉内各点汽温计箅中，采用沿烟气流程各 »管子的屏闻輞射热负荷 为一个定 值的方法来处理。 而目前实际使用是处于管屏中不同位置的管子（中间管、 首排管、. 紧》在一 片屏侧面的管子、 两边节距不等管子）屏簡辐射热负凝 qp相楚很大 本发明根据各种管 ¾屏 簡辐射角系数的研究计算， 用多重积分方法讦算出这些管子相对于中间管的屏间 ft射热负荷偏 差系数^ 提离了计算的賴度.。
本发 在计算出炉内各屏各管的监測点管内所述的管子金属内壁溋度时>现有技术对炉内 各点管壁温度计算中， 由于难于准确计獰管内汽温 ί, 所以用平均汽温 ίρ|计算平均热负荷 q， 再乘上宽度热负荷偏差系数 得到计算点舛壁沿周界最大热负荷 然而镝差屏中管内的汽 温 ί比平均汽温 ipj高很多， 这样计算得到的 qo值比实际值偏高根多， 导致璧温计算结果与实 际严重不賴符。 本发明由于能够准确 ·¾·算管内汽籙， H此可以直接采用计算管段的工质溢度讦 算 < ϊί， 使计算结果与实测值吻合， 提高了 it算的精度
本发明在计算出炉内各屏各管的监测点管内所述的管壁温度（热阻均分点温度）时，现有 技术对炉内各点管壁温度计算中， 计算管子内壁和外壁的计算式中的热量均流系数采用同一个 值 但在现代大容量锅炉的过热器潲再热器管屛中，温度和压力比传统的亚临界锅炉大得多。 例如超超镞界锅炉的过热蒸汽出口压力比亚临界锅炉高 Se<%左 fi, 达 26〜27,SM¾,g, 出口温 度比亚临界锅炉高 3SO， 达 60S ^ 所以管子的齄厚增大很多， 例如超超临界锅炉末级过,热器 炉内管子的 S厚达到 7〜《.fflm (比亚髌界锅炉大 4ίί〜？ 因此管子所吸敉的热量：浩管子厚 度的平均均流系数|¾与热量达到内壁时的内壁均流系数 有较大的差凝。 本发：明是用热量沿 管壁厚度均流的数学模型分别计算出管子沿管壁的平均热量均流系数 ί½和内壁热量均流系数 μ„， 用于管壁热阻均分点溢度的计算式中， 提高了壁 S计算的准确性。 同时， 由于管子在受到 内部压力时， 管蘧中从外蘧猶内鐘各点的应力是不同的= 根据材料力学的原理， 表征管子强度 的管径所在就是热阻均分点， 所以计算中采用热阻均分点的管壁温度作为检测是否超温的管壁 温度值， 提高了计算的精度
歩骤 2所述的保存到本地服务器的关系渔数据库 方法如下-
0)从电厂提供数据库的 KKS清单编号中 包含锅炉实时运行 过热器再热器炉外金属齄 温数据的点表清舉；
②本地计»服务器通过 ΑΡί接口编義数据采集程序， 在读取点表清单后， 发出命令让电 厂实时数据库按要求的袼式生成数据文件 ϊ
③电 Γ实时数据库把请求的数据按照每分钟 2次的间陽和文件名发送到本地计算服务器 所指定的位置；
©实时保存到本地厳务器的实时数猶库或关系 S数据库中。
歩骤 3中所述的工质 S度和金属璧温生成实时动态计算， 包括以下歩骤；
Φ计算出炉内各屏各管的监测点管内实时工质瀛度、 金属内 ft温度、 管德温度（热阻均 分点温度)；
计算出管子管壁金属应力强度超温值；
Φ 以动态矢量獰状图 折线图和表格结合动态鼠标响应的方式显示过热器和再热器管系 炉内各监测点的工质温度、 管麵度 (热阻均分点温度）、 金属应力强度超温值、 应力超温傻、 材料糊格。
获得歩骤①中所述的计算管内实时工质繮度、 金属内壁温度和管壁温度， 包括以下歩骤： a、计算管段的对流热量平均值 、屏间辐射热量平均值 ¾、. II前辐射热量平均值 Q¾、 屏前前熘室辐射热量平均值 Q(w、 屏中辐射热量平均值 <¾,、屏后辐射热量平均儘 ¾、 屏下 « 射热量平均值 ,。 该 7项热量的 if'算式与上述式（ 1 )〜式 （ 7 )相同。
! , 计算实际运行的宽度吸热偏差系数
r— Q|s /' Qp| (IS)
式中： s为计算管屏的吸热量； Qpi为各管屏的平均吸热量。
c ,计算管段的焓增 A 式中： Kr为实际运行的宽度吸热偏 ¾系数 ξ Q,为管段对流热量平均值； <¾,为管段屏阀 辍射热量平均值； 为管段屏前辐射热量平均值； QTO为管段前餘辆射热量平均 fi; ¾为管 段屏中辐射热量平均值； Q((为管段屏后辐射熱量平均偟； Q.t为管段屏下辐射热量平均值； Kr 的计算式与式 ( 15)相同， 7项热量的讦算式与上述式 C 1 ) 〜式 (■? )相同。 为计算管段 的蒸汽流量。
d、 计算管段的蒸汽焓 ί和工质温度 t
ί ^ϊ| +∑λϋ {17}
式中： ¾ 为实际运行管屏的进口蒸汽洽； ΣΜί为从管子进口 测点胖有管段的工质錄增 计算值之和。
e、 计算监灘点的工质温度
根据蒸汽的焓温表， 由〖得 & t。
f、 计算监测点外壁沿周界最大热负荷 i, 计算式与上述式 C ί 0：)相同。
, 计算 测点的金属内壁温度 b、 管壁温度（热■均分点温度） f 该 2项的计算式与 上述式 ( I I ) 〜式 C I. 2 )相同。
歩骤②中所述的管子管璧金 应力强度超温值.， 包括以下歩骤 S
h、 计黧监测点管子的金厲允许温度 ty t
( di) (18)
式中； 《di为针算点管子的动态应力值。
1 ,计箅监测点管子的管壁金属应力强度超温值 d t;
d ί ···· Λ— i x (19)
式中 s ib为管壁温度热隨,均分点温度)； tys为管子的金属允许温度。
歩骤③中所述的显示过热器和再热器管系炉内各监测点的工质温度、金属壁温 (管壁热 組均分点温度）、 金羼应力强度超温值、 材料和规袼， 是措 s
用户在 "汽 和塗温象测报警"菜单中选择屛间和同屏方式显示某一个管段沿屏间方向的 汽温和壁温分布显示或者选择某一片管屏所有管子所有管段的汽温和壁温分布情况显示； 当金 属材料应力超温时， «色变为红色报 当鼠标点到各棒状图上时， 都会出现相应计算点管段 的鼠标响应， 其内容包括； 当翁点所在的位子、 当前动态的工质溋度、 金属壁温、 当前管壁金 属应力强度超温值 材料和规格。
歩骤 4 述的存入超温汇总数据库，包括- 记录和显示超温累计时长、超温遛、频次和 各超温时刻的锅炉运行状志的数据， 其歩骤如下 ί 0)按各计算点管段每次的超过应力允许温度时刻为触发点的一个小时为记录时长，并把每 个时长中的锅炉电功率、 主汽温度、 最高壁温和最高塗温时刻、材料规格记入数据库， 并可按 管组进行材料应力趨温统计查询；
②按管组屏号为横坐标、 ¾超温频次、超温值、超温时间为纵坐标， 以散点矢量图和表格 的方式显示前！.0 揚 0管段的超温频次、 超温值、 超温时间的分布图和分布表；
(D¾鼠标放到各散点上时出现鼠标嗨应框，内容为该计算点管段的部位、材科幾格及超温 时间。
用户选择' '超温统计"菜单并逸择相应管组后，会出现本管组的"超温统计"界面。以,表格的 形式将过去系统运行中出現的超温管段详细情况的累积数据展示给用户， 包栝各管段的累积超 温时间、 超温详情和管段的位置 材 $规格等， 并能按照管号或屏号进行排序。 相应的表格可 以根据需要生成 Excei文裆输出。在点击每段记录后 mi的"查看"按钮后，相应管段的汇总记录 会打开， 显示本管段的 ft超温详情"表袼， 可以看到该管段在每一个小时内的超温时长、 达到的 最高塗温、 最高壁温发生的时刻、 最高繮度时刻的锅炉发电机有功功率和主汽温度。 点击每条 记录的 "査看 "狻钮后， 系统会进入本条记录最高温度时 M的' '历史追钇 表格的上部还有可以 根据开始结束时闻和超温时飼长短查询的模糊查询梶， 可以按照条件査询所需的每个管组的超 温情况 相应的表格 W以根据需要生成 EXCEL文档输出。 在"超温汇总查询"表中， 用户 Γ¾ 选择不闕的管组、 超溢的时长蒗围、 超溢的位置、超温日期进行组合查询， 系统会访问数据库 历史中已有的超温等信息， 粮据条件汇总后在显示到客户端界面上 α
歩骤 S中所述的分布图表， 是指； 超温值、 超温时长、 超温頻次的分布園表。
用户可以按管组屏号为横坐标、 以超温頻次、超温值、超温时间为级坐标， 以散点矢量图 和表格的方式显示前 30 〜8δΟ管段的超温频次、 超温值、 超温时间的分布图和分布表。 当鼠标 放到各散点上时出现鼠标晌应框， 内容为该计算点管段的部位、 材料规格、超温时间。
本发明为了消除电站锅炉过热器和再热器管系在运行中因为管壁金属应力强度超温引起 的爆管以及延长管系的使用寿命， 首先对电站锅炉过热器和再热器管系的实时在线运行情况、 动态臺温、 金爲应力强度超温范围进行实际检測， 根据实灘建立模型， 迸 ·····'歩迸行计算， 以实 灘数据和计算绻果为依据， 给出电站锅炉纖免遛温运行及延长管系的使用寿命的措施。 本发明 实现的电站锅炉过热器 S再热器管系延长管系的使兩寿命的方法 > 可¾实現锅炉过热器和再热 器管系所有管组炉内动态壁温、 金属应力强度的实时在线监飄。如果发生过热器和再热器管系 中某些管段的超温或区域温度过低， 则可以通过反切风、 不同磨煤机的运行配合、燃烧器的就 地煤粉分配,器调整等燃烧调整方式来 ¾平炉内金属 ft温， 使之不再超温和防止区域溫度过低， 达到消除超温引起的爆管、 延缓管内氧化皮生成和延长管系使用寿命的技术效果。
本发明与现有技术相比，具有显著的技术效果和技术进歩 * ( 1)本发明对过热器再热器所 有管组均迸行监測， 提离了安全运行的覆盖面， 明显能够克服局擬于仅对一、 两个管组迸行监 测存在的问题； （2) 本发钥通过有效地选择管组中温度最高的管子装设炉外璧温测量采集点， 使计算的准确性有了坚实的基¾ (3)本发明根据当前大容量锅炉结构的特点, 增加了前前 » 射、 屏中鶴射和屏后壤射热量， 同时充分考虑了不同位置管段的各种辐射和对流吸热量的偏差 的影响， 使对汽温的计算、监测与实測结果更为吻合； （4)本发明在炉内壁温的计算、监测中 > 直接采用监测点的汽温和烟温计算最大热负荷 < m， 并根据高参数锅炉管壁厚度大的特点， 分 劍计算平均热量均流系数 内壁热量均流系数 使.璧温计算结果准确性更高。 （S)本发 明实现了过热器和再热器管系炉内动态壁温、金属应力强度超温值的动态在线计算和在线监测， 能够消除锅炉运行中过热器和再热器管系炉内因管壁金属应力强度超温引起的爆管， 达到延长 管系使用寿命的技术效果； 解决了当前我國的电站锅炉抜术领域急需解决的重大的技术难邈， 能够准确给出防止电站锅炉高繮管系超繮爆管的预置措施， 避兔电站锅炉爆管给企业、 给国家 造成的巨大的直接经济損失。
具体效益指标如下：
① I停炉效益分析： 以一台锅炉每年减少一次 停、 每次停炉抢修 6天、 负荷率 发电利润按 0.1元 /kW 计算的经济效益为 (以下数据不包括电网对非停事故的罚款) s
Figure imgf000012_0001
②避兔降参数运行在节能减排方面的经济效益^ 以 30冊 MW机组为例， 设计供电煤耗为 280g/kW¾, 按照 BMCR、 主蒸汽和再热蒸汽同时降温 ISO , 平均负荷为 7S%BMO¾, 年运行 ?000小时计算 s
项 目 年减少量 经济效益 1
节煤（标煤） 11 si万元 1 减排 C二氧化碳) 30712吨
降低 ίί.75%-«.8%
⑧电厂因延长过热器再热器高温管屏使用寿命的经济效益 f
以一台 MW锅炉为例， 锅炉钢材总重 2SiMW吨， 受 ££部件重 7S歸吨。其中高温管屏 高级耐温合金钢的重量为： ί«Μ 吨， 造价超过 i亿元人民币， 其设计寿命为 万小时。 ¾延长 离温管屏的使用寿命 2万小时计算， 经济效益超过 2千万人民 也是非常 观的。 2ίΜί7年， 从日本迸口的 HR3(:、 SUP£R304B:两种管材价格條价三倍， 达到每吨 30万元以上， 因此更加 需要通过精心运行延长其使用寿命， 提高经济效益。
@社会效益； 我国电厂 S锅炉发生爆管的事故很多 （迸口锅炉， 例如 ί 某电厂自美国 Foste!'w e «r公司迸口的 锅炉前屏式过热器、北仑电厂自美讓 C£公司进口的《ΜΜ ¥ 锅炉末级再热器和过热器， 及另一个某电厂自美国 B&W公司进口的 锅炉屏式过热 器）。据统计，全 S每年发生的过热器再热器爆管有几百起。如果采用本发明就可防止事故发生, 经济效益将是非常巨大的， 并且可避兔園锅炉超 引起的爆管停电所造成的地区经济损失， 特 别是在夏冬季用电高峰季节， 其社会效益和 f¾接经济效益更为显著。
附图说明
图 1为本发明实施例实施过程方框示意图。
具体实施方式
下面结合辩圈对本发明的实施例作详细说明;本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施， 给出了详细的实施方式和过程, 但本发明的保护范围不 R于下述的实施锊。
实施倒
本实施例选择某发电厂 超超临界锅炉， 高温再热器管系采用图 i所示的实施歩 骤方框示意图。
本实施例包括以下歩骤：
第 歩： 通过预 if '算， 獰出 超超临界锅炉高温再热器管系中具有代表性的炉内 壁温裕量最小的管子装设炉外壁温测量采集点》
I00 MW超超貌界锅炉高温再热器共有 44片屏， 每片屏有 根管子。共计 1056根管子 计算 6336个管段。
计算管段的焓增 Λ½
ϋ 5 ( +¾>+ ¾+ ¾+¾+ +Qx) ½a il 式中： 为预计算所设定的宽度吸热偏差系数，取值. (¾为管段对流热量平均儘； <¾为管段屏闽辐射热量平均值； ¾为管段屏前辐射热量平均值； Q 为管段前前辗射热量平 均值； 为管段屏中 ffi射热量平均值； Qh为管段屏后辐射热量平均值； 为管段屏下辐射 热量平均值； 该 7项热量的讦算式与上述式（ 1 )〜式（ 7 )相同 为计算管段的蒸汽流量》 , 计算点的蒸汽焓 ί 式中； ϋ为计算管迸口蒸汽焓， 取设计迸口焓 34i8W/kg; 为从管子迸口到计算点所 有管段的蒸汽焓增之和。
C, 计算点的工质温度 ί
裉据蒸汽的焓温表， 由 i得出工质温度 ύ d , if算点管子金属内齄繮度： wb- t t ^m ( ^ )
式中： ί计算:点管内的蒸汽温度； 为管子外径与内径之比； 为内壁热 ft均流系数； «2为内齄与蒸汽之脔的放热系数； qm为外齄沿周界最大热负荷；
计算点管壁温度:（热 δ均分点温度）； tb = ί + βί 8Β t ^- + ]
α2 Λ{1 -ι- β) 式中： ί为监測点的管内蒸汽温度 s p为管子外径与内径之比； 为监测点管子的外壁沿 周界最大热负荷； m为内塗热量均流系数； wpj为沿管纖厚度的平均热量均流系数； 《2为内壁 与蒸汽之间的放热系数。
f, 讦算点管子应力强度允许温度 («di)
式中： di为计算点管子的动态应力值
g、 计算点管子的管檗金属应力强度養温裕量 δί 式中- 计算点管子金属的允许温度 tyx; 为管壁温度（管壁热隱均分点籙度）。
③对上述温度裕量从小到大进行排序,取这种裕量最小的前 iOi)位确定沿同片各管及沿锅 炉宽度霈要监测的管子 在上述温度裕量最小的前 位管子中， 取占管屛中管子总数的 5〜 ½的管子作为装设沿同屏各管及沿锅炉宽度炉外壁温测量釆集点的布置方案。
进行齄溢裕置排序，取每片屏的井数第 5管全部 44根管子、,各屛外数第 1管中的 18根管 子， 以及沿锅炉宽度的第 5、 屏的各 12根管子作为测量采集点。加上容易被安装异物堵塞的 管子， 总计有 94个測量采集点。
第二歩： 从电厂的 ¾S or« (也可 K是 PL、 EDNA. iipesiFksi , G tk«等其他数据库〉 实时数据库中读取锅炉实时运行、 炉外金属壁溫等计算中需要的数据， 并保存到本地赚务器的 关系型数据库中
裉据电厂提供数据库的 K ;S清单.编号， 整理出需要的数据点表（包含锅炉实时运行 过 热器再热器炉外金属壁温等计算中露要的数据 )。 本地计算服务器通过 ΑΡΪ搽口编:镞数据的数 据釆集程序， 在读取整理的数据表后， 发出命令让电厂实时数据库根据数据读取软件所要求的 格式（包含采集点地址、 数值、 时间等）把请求的数据按照每分钟 2次的间隔和文件名发送到 本地计算服务器所措定的位置， 并实时保存到本地簾务器的实时数裾库或关系型数据库中。
第 Ξ歩； 实时动态计算管系中各监测点炉内工质温度和金属壁温
步骤①中所述的计算管内实时工质温度、 金属内壁温度和管壁温度， 包括以下歩骤 ί
①计獰炉内各监濯点的工质温度， 金属内壁溢度和管壁温度。 其中 - a、 计算工质流经管段的焓 « Aiat
Am^Kr /ga ( ) 式中： Kir为实际运行的宽度吸热偏差系数 s Q,f 为管段对流热量平均翁； ,为管段屏间辐射 热量平均值； ¾为管段屏前辖射热量平均值； Q¾¾为管段前前辐射热量平均值； ¾为管段屏 中辐射热量平均值； Qb为管段屏后 »射热蠻平均值； Qs为管段屏下辐射热量平均值； 该 7项 热量的计算式与上述式（1)〜式 (?)相同。 Kr的 式与式（15)相同„ 为计雾管段的 蒸汽流量。
, it算点的蒸汽焓计算： -jj +∑
式中： 为卄獰管进口蒸汽焓； ∑Λϋ为从管子进口到计算点所有管段的蒸汽焓增之和„ c 计算点的工质温度计算: 根据蒸汽的琀溋表， 由 得出 ί。
本实施例预计尊 6336个计算管段的工质温度在 466Ό〜620Ό之间。
d. 管子的内壁温度 to t+Aim ( - - .）
«2
式中； t计算点管内的蒸汽温度； β为管子外径与内径之比； μ«为内壁热爱均流系数； 2 为内壁与蒸汽之间的放热系数； i m为外壁沿周界最大热负荷。
e、 艇測点计算管子的外齄沿周界最大热负荷计算:
Figure imgf000015_0001
式中： η为对流热负荷增大系数； ί 为对流热量； Bti为对流受翁面积； φ为疆射热负荷 曝光系数； 为屏海顇射 «量； MP为屛阀辐射面积； 为屏前辐射热量； ί 为屏前 «射面 » 为屏前前辐射热量； 为屏前前辐射面积； 为屏中辐射热量 M为屏中辖射面轵； Q 为屏后辐射热量； 1¾,为屏后辐射面积； 为屏下辐射热量； Hx为屏下辐射面积。
f. 管産 M:讦算： tb ί +■ βί, [― -{-■ ]
at λ(ϊ + β 式中； ί为监測点的管内蒸汽温度； 为管子外径与内径之比； 为监测点管子的并壁沿 周界最大热负荷； 为内盡热量均流系数； μ > 为沿管德厚直的平均热量均流系数； 2为内齄 与蒸汽之间的放热系数。
本实施例 ø冊 MW超超 ¾界电站锅炉高温再热器 6336个计算点的炉内管璧热組均分点壁 温的计算值范围在 S7O〜660I；之间。
②实时动态计獰各监测点管壁金員应力强度超温值。
s¾、 监測点计算管子金属的允许温度计算： tyx=f ( ύύ
式中； ii为计算点管子的动态应力值，
b、 管壁金属应力强度超疆值 =ib—
式中； 为管 ft温度； tyx为金属允许温度《
③显示各监测点的工质温度、 金属壁温、 金属应力强度超温值、 管子材料和规格 第四歩：将超过管壁金属应力强度超温值部位金属管段的数据实时显示并存入超温汇总数 据库。
©实时显示过热器和再热器管系炉内各监测点的工质温度、 金属 ft温（管壁热铤均分点 温度)、 金属应力强度超溢傻、 当前管段材料和规格:：
©统计过热器和再热器管系各 测点管段的超温情况。
统计各管组炉内各监测点管段的超温频次、 超温值、 超温时间的分布情况。
第五歩： 生成直观的分布图表， 是指； 超 值、超籙时长、 超温频次的分布图表。
用户可以按管组屏号为横坐标、 以超温频次、 超温值、 超温时间为纵坐标， 以散点矢量图 和表袼的方式显示 1Οί)〜80Ο管段的超温频次、 超温值、， 超温时间的分布图和分布表。 当鼠标 放到各散点上时出现鼠标响应框， 内容为该计算点管段的部位、 材料规袼 超温时间。
本实施例的经济和社会效益；
实时地监测！雜 ftMW的机组壁温即能有效控制高温管子的超齓 一年避免一次 a超温而 引起的爆管， 可减少损失 般髙达 944万元； 避兔高温过热器和高温再热器降参数遠行方 ¾
)4 如避兔降参数 供电煤耗将降低 2.25gkW¾，年节省 12，ΘΟί吨标煤，经济效益《備万元； 年减少 C02排放量 34，0(Η)吨； 减少 NOs排放 ίβ,23吨（按照 4S0mgA 3); 减少 SOs排放 4,54吨（按照 2O0i«g/ Nm3)0
55

Claims

Figure imgf000018_0001
u 一种电站锅炉高温管系炉内动态壁温 ϋ灘的方法， 其特征在于， 包栝以下步骤 - 歩骤 1、通过预计算，得出管组中具有代表性的炉内塗温裕量最小的管子装设炉外 *温測 量采集点；
歩骤 2、从电 Γ实时数据库中读取锅炉实时运行、炉外壁温等计算中霈要的数据， 保存到 本地服务器的关系型数据库中；
歩骤 3、根据实时运行和炉孙金属 温的实时数据，对电站锅炉过熟器和再热器管系炉内 工质温度和金属壁温生成实时动态计算；
歩骤 4、从歩骤 3计獰结果中分离出超过管璧金属应力强度超溫值部位金属管段的数据实 时籙示并存入超温 ¾:总数据库；
歩骤 5、根据各监測管段的超温频次、 超温加 «幅度、 超温时间的分布愦况， 按«排序自 动生成直观的分布图表。
2、 根据权利要求 3所述的电站锅炉高 管系炉内动态機温监测的方法， 其特征是， 歩骤 I所述的预计算， 就是在锅炉设计阶段预先计算沿锅炉宽度吸热量最大的偏差屏中所有管子各 管段管壁金属应力强度壁温裕量， 用以找出管屛中容易超温爆管的最危险的管子
3, 根据权利耍求 2所述的电站锅炉离温管系炉内动态壁温监测的方法， 其特征是， 获得 所述的管壁金属应力强度壁温裕量， 包括以下步骤；
S 计算管段的对流热量平均值 QD I
计算管段翁对流热量平均值为 t Qd=¾KlS¾¾ (8-¾) (1) 式中： 为对流传热偏差系数， K¾为高度热负荷偏差系数， ¾为对流放热系数， ϊ 为对 流受热面积， 为烟气温度， 为管子积灰表面温度；
b、 计算屏姆辐射热量平均值 <¾
屏闻辍射热量平均值为 s (θρ+ 273) Λ~- (ί3+213) j (2) 式中： ¾>为屏间辐射偏差系数， 为高度热负荷偏差系数， 为波尔茨曼 «射常数， 为系统雜射黑度， 为屏簡烟蓥黑度， 《p为屏间竊射面积， θρ为屏阀烟气温度； ί3为管子积灰 表面温度； e、 计算屏前辐射热量平均值. Q¾
屏前賴射热量平均值为： Q^ te^^a^l (Θ, +273) 4~-(i,+273) j (3) 式中； 为屏前辐射偏差系数， 为高度热负荷偏差系数， <¾为波尔茨曼辐射常数， 为系统辎射黑度， ¾为屏前烟室黑度， ί 为屏前辎射面积， 为屏前烟气温度， 为管子积灰 d、 计算屏前前烟 續射热量平均值 Qqq
屛前前辎射热量平均值为-
Figure imgf000019_0001
(ί-s ) C S-aq) Um[ (θ,,,,+273) ~{ί;ί+273 ) *] (4)
式中； ^为屛前前辐射偏差系数， 为高度热负荷偏差系数, σ«为波尔茨曼 射常数 为系统辐射黑度， a 为屏前前烟室黑度， xgp为屏前烟室进口管排的角系数， ¾为屛前烟室 黑度， 为屏翁前辐射面积， w为屏前前烟室的烟温， ^为管子积灰表面温度；
计.算屏中辐射热量平均值 Q,
屏中賴射热量平均值为： Q^c^h^a^s^ ,! (0,4-273) 4~~{^+273) 4\ (5) 式中； 为屏中辐射偏差系数， Kfe为高度热负荷偏差系数， ^为浚尔茨曼辖射常数， S½ 为系统繞射置度， ¾为屏中烟室黒度， 为屏中辐射面积， ¾为屏中烟气温度， 为管子积灰 、 讦算屛后辆射热量平均值 ,
屏后辆射热量平均值为；
Figure imgf000019_0002
CO, +273) 4~~{u+Z73) 4] (f>) 式中； ,为屏后辖射偏差系数， ¾为离度热负荷傣差系数， 为姣尔茨變辐射常数, asi 为系统辗射黑度， 为屏后烟室黑度， 为屏后辐射面积， ¾为屏后烟气温度， ¾为管子积灰 表面 度；
§；、 计算屏下辐射热量平均值 Qs
屏下辐射热量平均 ffi为： Q ¾xiO i> ¾f C0S+27,V) -(t,+ 2?3) 4\ (7) 式中： 为屏下辐射偏 «系数， 为高度热负荷偏差系数， 为波尔茨 辖射常数， 为系统辐射 度， 为屛下烟室黑度， 为屏下賴射面积， 为屏下烟气温度， ¾为管子积灰 h,计算管段的焓增 Ah
Figure imgf000019_0003
式中： 为预计獰所设定的宽度吸热偏差系数， ¾为管段对流热量平均遨， QP为管段 屏间辐射热量平均值，(¾为管段屏前辐射热量平均值 为管段前前辐射热量平均值， <¾为 管段屏中辍射热量平均值， Qh为管段屏后辍射热量平均值， Qx为管段屏下辖射热量平均儘 f &为计算管段的蒸汽流量；
i、 计算管段的蒸汽焓；
ϊ—ϋί+ΣΔϋ (9) 式中： i 为计算管的迸口蒸汽焓，取用设计值； £A 为从管子迸口到计算点所有管段的蒸 汽焓增计算值之和；
j、 计算管段的工质溋度 ί
裉据蒸汽的焓温表， 由 i得出 ;
k、 计算管段外壁沿周界最大热负荷 i|
U服 +φ
Figure imgf000020_0001
(10) 式中： η为对流热负荷增大系数， 为对流热量， ϊ 为对流受热面积， 为«射热负荷 曝光系数， QP为屏陶辐射热量， 为屏闻賴射面积，（¾为屏前辐射热量； 为屏前辐射面积， 为屏前前辐射热量， H 为屏前前辎射面积， Q,为屏中辐射热量， 为屏中辐射面积 Qh 为屏后辐射热量， Mh为屏后辐射面积， ¾为屏下辅射热量， 为屏下辐射面积；
、 计算管段的金属内 温度 ί
Figure imgf000020_0002
式中： t为计算管段工质温度； 为管子外径与内径之比； f 为内壁热量均流系数； «2为内齄与蒸汽之闻的放热系数； qm为外齄沿周界最大热负荷；
m、 计算管段的管癒温度（热 S均分点温度） tb 2)
Figure imgf000020_0003
式中： ί为计算管段工质温度； 为管子外径与内径之比， 为计算管段的外壁沿周界最 大热负荷， ,为内塗热量均流系数， μ¾ΐ为沿管壁厚度的平均热量均流系数， 《2为内壁与蒸汽 之簡的放热系数；
ικ计算监测点管子金 Λ的允许温度
t x~f (odi) (J 3} 式中： <sdt为计獰点管子的动态应力值；
0、 计算监测点管子的管壁金属应力强度壁 S裕量 t¾ (14) 式中- tys为管子金属的允许温度； 为管键溢度。
4、 根据权利要求 3所述的电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法， 其特征是 歩骤 a所述的计算管段的对流热量平均值 (¾， 根据计算管段在管屏中所处的位置 > 由烟气对各排管 子的对流传热偏差， 计算得到管段的对流传热條差系数 。
5、 根据权利要求 3所述的电站锅炉高温管系炉内动态壁温 fe测的方法' 其特征是， 歩骤 b所述的屛间辐射偏差系数， 根据计算管段在管屏中所处的中间管、 首排管、 紧»在一片屏侧 面的管子、 两边节距不等管子的位置， 由屏闻烟气对各种类型管子的屏间辐射角系数， 计算得 到各管段的屏阆辐射偏差系数 ¾>。
6、 根据权利要求 . 3所述的电站锅炉高温管系炉内动态壁温监測的方法， 其特征是, 歩骤 e所述的 前辐射偏差系数， 裉据计算管段在管屛中垂直于屏普辐射所处的第 ϋ、 1、 3、 …排的 位置， 由屏前烟气对各排管子的辍射角系数， 计算得到各管段的屏前辎射偏差系数 。
？、 根据权利要求 3所述的电站锅炉离溋管系炉 Λ动态鎏温监測的方法， 其特征是,. 歩骤 d所述的前前辐射傰差系数， 裉据计算管屏烟气上游高温管屏屏间烟室的辐射热量， 透过计獰 管屏的进口管排和屏前烟室， 对计算管段的箱射角系数， 计算得到各管段的前前辖射偏差系数
8、 根据权利要求 3所述的电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法， 其特征是， 歩骤 e所述的屏中辐射偏差系数， 根据计算管段在管屏中垂直于屏中輻射所处的第 ί、 I 3、 …排的 位 *, 由屏中烟气对各排管子的竊射角系数， 讦算得到管段的屏中辐射條差系数 。
9, 根据权莉要求 3所述的电站锅炉离温管系炉内动态壁温监厕的方法， 其特征是， 歩骤 ί所述的屏后辖射偏差系数， 根据计算管段在管屏中垂直子屏后辐射所处的第 1、 2、 3 …排的 位置， 由屏后烟气对各排管子的辖射角系数， #算得到管段的屏后賴射偏差系数 ξ 。 ½、根据权利要求 3所述的电站锅炉高温管系炉内动态量温监测的方法，其特征是，歩骤 g所述的屏下線射偏差系数， 根据计算管段在管屏中垂直于屏下辐射所处的第 3、 2、 3、 …排的 位置， 由屏下烟气对各排管子的辐射角系数， 计算得到管段的屏下辐射偏差系数 。
Η、裉据权利要求 ΐ或者 2所述的电站锅炉高温管系炉内动态壁温监測的方法,其特従是， 步骤 J所述的通过预计算逸择测量采集点 t 方法如下：
®通过预计算， 找出管屏中容易超温爆管的最危险的管子；
对壁温裕量从小到大进行徘序,取裕量最小的前 106位确定沿同片各管及沿锅炉宽度需 要监测的管子。
12, 根据权利要求 ί〖.所述的电站锡炉高温管系炉内动态壁温监測的方法， 其特征是 所 述的通过预计算选择測量釆集点， 在前 ioo位壁温裕量最小的管子中， 取 ώ-管屏中管子总数的 的管子作为装设沿闻屏各管及沿锅炉宽度炉外壁温測量采集点的布置方案。
13.根据杈潲要求 ί所述的电站 «炉高 S管系炉内动态據温监测的方法，其特征是 歩骤 2所述的保存到本地服务器的关系型数据库， 方法如下-
①从电 Γ提供数据库的 清单编号中， 包含锅炉实时运行、过热器再热器炉外金属壁 温数据的点表清单；
②本地计箅腿务器通过 接口编制数据釆集程序， 在读取点表清单后 发出命令让电 厂实时数据库按要求的格式生成数据文件；
③电厂实时数据库把请求的数据按照每分钟 2次的闻陽 文件名发送到本地计算擬务器 所指定的位置；
©实时保存到本地雇务器的实时数据库或关系型数据库中。
14、根据权 要求 ί所逑的电站锅炉高温管系炉 5 动 齄温监测的方法，其特笹是，歩骤 3中所述的工质温度和金属壁温生成实时动态计算， 包括以下歩骤；
0)發算出炉内各屛各管的监测点管内实时工质温度、 金属内 温度、 管麵度;
②计算出管子管塗金属应力强度超濕逾;
③以动态矢量獰状图、折线图和表格结合动态鼠标响应的方式显示过热器和再热器管系炉 内各监測点的工质温度、 管壁 度 金属应力强度超温值、 材料和规格 5、 裉据权利耍求 M所述的电站锅炉高 H管系炉 动态齄 S监测的方法， 其特征是， 获 得歩骤①中所述的计算管内实时工质温度、 金属内齄温度 B管壁温度， 包括以下歩骤- a、计算管段的对流热量平均值 ί¾、屏擁辐射热量平均傻 Qp、. 屏前辍射热量平均值 <¾、 屏前前烟室辖射热量平均值 屏中辐射热量平均值 <¾、屏后鶴射热量平均值 < 、 屛下辐 射热量平均值 ，；
b , 计算实际运行的宽度吸热偏差系数 ϊ&
Kr=Qis / Qs>j (15)
式中 s QJs为计算管屏的吸热量； Qpi为各管屏的平均吸热量；
e、 计算管段的焓增 Ma
4ta=Kr ( +Qp+ /ga (1 6 ) 式中： x为实际t行的宽度吸热偏楚系数、 <¾为管段对流热量平均值、 为管段屏间 辐射热量平均傻、 （¾为管段屏前辐射热量平均傻、 <¾ 为管段翁前辖射热量平均值、 Q,为管 段屏中辐射热量平均值、 为管段屏后辎射热量平均值、 s为管段屏下辆射热量平均值、 ga 为计 »管段的蒸汽流量；
d、 计算管段的蒸汽焓 i
ί— sj + Aii (1?) 式中； i 为实际运行管屏的进口蒸汽焓； 为从管予进口到监測点所有管段的蒸汽焓增 计算值之和；
, 计算监测点的工质溫度 ί
裉据蒸汽的焓温表， 由 i得出 t;
f、 计算监测点外壁沿周界最大热负荷 qm;
g、 it算盟测点的金属内璧温度 to 、 管璧温度。 根据权利要求 4所述的电站锅炉高温管系炉内动态齄温监测 ¾方法， 其特征是， 获 得步骤②中所述的管子管壁金属应力强度超溋值 包括以下歩骤；
a、 计算监测点管子的金属允许温度 tyx
j¾™f (mli) (i S ) 式中： i:为计算点管子的动态应力值；
h、 计葬监测点管子的管齄金属应力强度超温值 d i
A i ~ th― tys,
式中； ib为管壁温度； 为管子的金属允许温度。
17, β权利要求 14所述的电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法， 其特征是， 歩 骤:③中所述的显示过热器和再热器管系炉内各监測点的工质温度、 金羼謹-, 金属应力 S度超 温值、 材料和规袼， 是指： 用户在 "汽温和齄温监测报繁"菜单中选择屏间和同屏方式 S示某一 个管段沿屏簡方向的汽温和逢温分布显示或者选择某一 ^管屏所有管子所有管段的汽温和齄温 分布情况显示； 当金属材料应力超温时， 蘧色变为红色报警； 当鼠标点到各獰状图上时， 都会 出现相应计算点管段的鼠标响应， 其内容包括： 当前点所在的位子、 当前动态的工质温度、 金 属壁温、 当前管壁金属应力强度趨温值、 材料和规格。
18,根据权利要求 ί所逮的电站锅炉离温管系炉内动态齄 Μϋ测的方法，其特征是， 歩骤
4中所述的存入超温汇总数据库， 包括： 记录和 S示超温累计时长、 幅度、 频次和各超温时麵 的锅炉运狞状态的数据， 其歩骤如下 ί
①按各计算点管段每次的超过应力允许温度时刻为皺发点的一个小时为记录时长》并把每 个时长中的锅炉电功率、 主汽温度, 最高壁 最高齄温时刻、材料规格记入数据库， 并可按 管组迸行材料应力超温统计査询；
②按管组屏号为横坐标、以超温頻次、超温值、超温时间为纵坐标， 以散点矢量图和表格 的方式显示前 管段的超 频次、 超温值， 超温时间的分布亂和分布表；
③当鼠标放到各散点上时出现鼠标响应框，内容为读计算点管段的部位、材料规格及超温 时间。
19、根据权 要求 ί所逑的电站锅炉高温管系炉 5 动 齄温监测的方法，其特笹是，歩骤 S中所述的分布图表， 是指； 超温值 超温时长、 超温频次的分布图表。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111120988A (zh) * 2019-12-11 2020-05-08 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 基于炉膛温度场分布的锅炉受热面管壁超温预警方法
CN111209692A (zh) * 2019-12-10 2020-05-29 合肥工业大学 一种基于等效对流换热系数的结构温度场数值计算方法
CN112749205A (zh) * 2020-12-09 2021-05-04 华能陕西发电有限公司 一种燃煤发电机组功率与供电煤耗关系曲线获取系统及方法
CN113295295A (zh) * 2021-05-17 2021-08-24 华能国际电力股份有限公司上海石洞口第二电厂 一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法
CN113361192A (zh) * 2021-05-31 2021-09-07 浙江大学 一种锅炉内受热面壁温安全监测评估系统
CN114135854A (zh) * 2021-10-18 2022-03-04 华中科技大学 一种电站锅炉受热面污染监测方法和装置
CN114238841A (zh) * 2021-12-22 2022-03-25 西安交通大学 一种焚烧机燃烧区域传热系数计算方法
CN114398749A (zh) * 2021-11-30 2022-04-26 西安交通大学 一种失电事故下超（超）临界锅炉受热面安全性计算方法
CN116592215A (zh) * 2023-07-18 2023-08-15 无锡学院 一种高温管道多传感器监测及信息处理系统
CN116992189A (zh) * 2023-07-24 2023-11-03 南方电网电力科技股份有限公司 一种锅炉屏式过热器壁温分析方法及相关装置

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102494325B (zh) * 2011-12-19 2014-07-09 上海望特能源科技有限公司 电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法
CN103196127B (zh) * 2013-03-29 2014-11-12 上海锅炉厂有限公司 一种电站锅炉受热面设计方法
WO2015098179A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 川崎重工業株式会社 伝熱管寿命推定システム
CN104235823A (zh) * 2014-10-14 2014-12-24 上海望特能源科技有限公司 一种在线监测超临界锅炉螺旋水冷壁烟气热负荷分布的新方法
CN104913291B (zh) * 2015-06-02 2016-11-16 华北电力科学研究院有限责任公司 锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法
CN104951663B (zh) * 2015-07-16 2018-03-30 江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司 一种超超临界锅炉高温过热器残余寿命在线计算方法
CN105004448A (zh) * 2015-07-28 2015-10-28 张家港保税区佰昂特种玻璃有限公司 一种具有温度提醒功能的玻璃管
CN105927962B (zh) * 2016-05-05 2018-06-01 国网天津市电力公司 一种蒸汽受热面并联管节流缩孔的计算和选择方法
KR101816212B1 (ko) * 2016-09-12 2018-01-08 두산중공업 주식회사 연소물의 특성 요소의 영향도 분석 장치
CN106594701A (zh) * 2016-10-12 2017-04-26 中电投电力工程有限公司 一种锅炉温度监控测点布置方法
CN106949457B (zh) * 2017-05-10 2022-09-23 西安西热控制技术有限公司 一种超临界锅炉屏式过热器超温控制系统及方法
CN107256287A (zh) * 2017-05-17 2017-10-17 神华集团有限责任公司 低温再热器出口集箱管屏的优化方法和装置
CN108955935A (zh) * 2018-07-19 2018-12-07 东南大学 基于声学测量技术的测量烟道温度场及流场的试验设备及试验方法
CN110929446B (zh) * 2019-12-17 2023-03-21 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 锅炉屏式受热面的热流密度和蒸汽流量分配的预测方法
CN111586372B (zh) * 2020-06-15 2021-08-17 马鞍山市科泰电气科技有限公司 具有自预警功能的锅炉火焰高温智能工业电视系统
CN112325326B (zh) * 2020-08-26 2023-10-24 江苏方天电力技术有限公司 一种水冷壁管焊瘤对管壁安全影响的监测方法
CN112556878B (zh) * 2020-12-07 2022-11-15 安徽仕联电气有限公司 一种高温回转炉温度监测预警系统
CN113266844B (zh) * 2021-06-08 2022-05-27 南方电网电力科技股份有限公司 一种基于对冲锅炉的壁温偏差控制方法及装置
CN113434988B (zh) * 2021-06-11 2022-10-28 西安交通大学 一种核动力系统中热管的传热特性分析方法
CN113847591A (zh) * 2021-09-27 2021-12-28 新奥数能科技有限公司 工业锅炉系统的运维监测方法、装置、电子设备和介质
CN117433164B (zh) * 2023-12-11 2024-03-19 天津国能津能滨海热电有限公司 锅炉温度监测控制系统、方法、装置、存储介质及设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147797A (ja) * 2003-11-13 2005-06-09 Tohoku Electric Power Co Inc ボイラ伝熱管材料の損傷率予測方法と化学洗浄時期判定方法
CN1877193A (zh) * 2005-06-09 2006-12-13 王孟浩 锅炉过热器再热器炉内壁温在线监测方法及装置
CN101216164A (zh) * 2007-12-29 2008-07-09 西安交通大学 一种水冷壁在线安全评价方法
CN101551650A (zh) * 2009-05-13 2009-10-07 陕西盛世辉煌智能科技有限公司 一种水冷壁在线安全评价方法
CN101832543A (zh) * 2010-05-14 2010-09-15 上海发电设备成套设计研究院 电站锅炉末级过热器和末级再热器智能壁温管理方法
CN102032548A (zh) * 2010-11-03 2011-04-27 西安热工研究院有限公司 一种基于超温风险指标的锅炉受热面监测方法
CN102494325A (zh) * 2011-12-19 2012-06-13 上海望特能源科技有限公司 电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001228912A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Mitsubishi Electric Corp 処理順序制御方法および装置
US6237545B1 (en) * 2000-04-07 2001-05-29 Kellogg Brown & Root, Inc. Refinery process furnace
DE10131956A1 (de) * 2001-07-02 2003-01-23 Siemens Ag Verfahren und System zur Inbetriebsetzung von MES-Komponenten
US8381690B2 (en) * 2007-12-17 2013-02-26 International Paper Company Controlling cooling flow in a sootblower based on lance tube temperature
KR100972284B1 (ko) * 2008-06-30 2010-07-23 한국서부발전 주식회사 보일러 주증기 및 재열증기 운전 장치의 감시 방법
CN102052662B (zh) * 2010-10-26 2014-10-08 华南理工大学 超临界锅炉高温管内氧化皮堵塞在线预警装置及预警方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147797A (ja) * 2003-11-13 2005-06-09 Tohoku Electric Power Co Inc ボイラ伝熱管材料の損傷率予測方法と化学洗浄時期判定方法
CN1877193A (zh) * 2005-06-09 2006-12-13 王孟浩 锅炉过热器再热器炉内壁温在线监测方法及装置
CN101216164A (zh) * 2007-12-29 2008-07-09 西安交通大学 一种水冷壁在线安全评价方法
CN101551650A (zh) * 2009-05-13 2009-10-07 陕西盛世辉煌智能科技有限公司 一种水冷壁在线安全评价方法
CN101832543A (zh) * 2010-05-14 2010-09-15 上海发电设备成套设计研究院 电站锅炉末级过热器和末级再热器智能壁温管理方法
CN102032548A (zh) * 2010-11-03 2011-04-27 西安热工研究院有限公司 一种基于超温风险指标的锅炉受热面监测方法
CN102494325A (zh) * 2011-12-19 2012-06-13 上海望特能源科技有限公司 电站锅炉高温管系炉内动态壁温监测的方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111209692A (zh) * 2019-12-10 2020-05-29 合肥工业大学 一种基于等效对流换热系数的结构温度场数值计算方法
CN111120988A (zh) * 2019-12-11 2020-05-08 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 基于炉膛温度场分布的锅炉受热面管壁超温预警方法
CN112749205A (zh) * 2020-12-09 2021-05-04 华能陕西发电有限公司 一种燃煤发电机组功率与供电煤耗关系曲线获取系统及方法
CN112749205B (zh) * 2020-12-09 2023-03-03 华能陕西发电有限公司 一种燃煤发电机组功率与供电煤耗关系曲线获取系统及方法
CN113295295A (zh) * 2021-05-17 2021-08-24 华能国际电力股份有限公司上海石洞口第二电厂 一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法
CN113361192A (zh) * 2021-05-31 2021-09-07 浙江大学 一种锅炉内受热面壁温安全监测评估系统
CN114135854A (zh) * 2021-10-18 2022-03-04 华中科技大学 一种电站锅炉受热面污染监测方法和装置
CN114398749B (zh) * 2021-11-30 2024-03-29 西安交通大学 一种失电事故下超（超）临界锅炉受热面安全性计算方法
CN114398749A (zh) * 2021-11-30 2022-04-26 西安交通大学 一种失电事故下超（超）临界锅炉受热面安全性计算方法
CN114238841A (zh) * 2021-12-22 2022-03-25 西安交通大学 一种焚烧机燃烧区域传热系数计算方法
CN114238841B (zh) * 2021-12-22 2024-02-23 西安交通大学 一种焚烧机燃烧区域传热系数计算方法
CN116592215B (zh) * 2023-07-18 2023-11-07 无锡学院 一种高温管道多传感器监测及信息处理系统
CN116592215A (zh) * 2023-07-18 2023-08-15 无锡学院 一种高温管道多传感器监测及信息处理系统
CN116992189A (zh) * 2023-07-24 2023-11-03 南方电网电力科技股份有限公司 一种锅炉屏式过热器壁温分析方法及相关装置

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CN102494325B (zh) 2014-07-09
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