[發(fā)明專利]電站鍋爐高溫腐蝕的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710285411.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN106950168A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳同旺;楊云芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京達(dá)凱電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00;G01N1/24;G01N21/3504;G05B19/05
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙)32231
• 代理人: 滕詣迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電站鍋爐高溫腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電站鍋爐高溫腐蝕的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，電站的燃煤鍋爐在響應(yīng)國(guó)家環(huán)保政策，對(duì)燃煤鍋爐批量進(jìn)行低氮燃燒改造，但是由于環(huán)保達(dá)標(biāo)的時(shí)間限制，低氮燃燒改造的技術(shù)參差不齊，給鍋爐造成嚴(yán)重缺氧燃燒或局部缺氧燃燒，加劇了水冷壁的高溫腐蝕可能性。同時(shí)還有其它因素如：煤種的因素、燃燒方式、燃燒調(diào)整不到位等原因。目前鍋爐的高溫腐蝕無(wú)特別有效的方式進(jìn)行分析真正造成的原因，也沒有有效的監(jiān)測(cè)手段去分析高溫腐蝕的程度，增加了鍋爐后期的運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)以及由于高溫腐蝕在檢修期間需要進(jìn)行大批量更換水冷壁管，增加了成本。

通過研究影響鍋爐高溫腐蝕的火焰沖墻、著火延遲、燃煤品質(zhì)、水冷壁溫、運(yùn)行因素五大原因。找出不同電站鍋爐高溫腐蝕的不同原因：

其中，鍋爐燃燒器的背火側(cè)會(huì)發(fā)生供氧不足，發(fā)生缺氧燃燒，燃燒器發(fā)生缺氧燃燒會(huì)產(chǎn)生還原性氣氛，引起燃燒器的火焰沖墻，火焰沖墻會(huì)引起硫酸鹽分解、缺氧燃燒、顆粒沖刷鍋爐水冷壁三種結(jié)果，這三種結(jié)果均會(huì)引起鍋爐水冷壁高溫腐蝕的發(fā)生，所以準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)還原性氣氛中的CO濃度值，即可判斷是否發(fā)生火焰沖墻；鍋爐尾部的引風(fēng)機(jī)，會(huì)迅速帶走鍋爐爐膛內(nèi)的煙氣，發(fā)生著火延遲，著火延遲會(huì)產(chǎn)生還原性氣氛和腐蝕性氣體，這兩種情況發(fā)生會(huì)引起鍋爐水冷壁高溫腐蝕的發(fā)生，通過準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)還原性氣氛中的CO濃度值，可以判斷是否發(fā)生著火延遲；燃煤品質(zhì)決定不同煤含有的煤高硫份、煤堿金屬、煤氧化物的成分不同，導(dǎo)致產(chǎn)生H₂S、SO₂、SO₃和S的不同，其中，還原性氣氛中H₂S的含量最高，只要監(jiān)測(cè)還原性氣氛中H₂S濃度值；而且鍋爐水冷壁溫超過350°時(shí)會(huì)發(fā)生高溫腐蝕；最后是運(yùn)行因素，當(dāng)運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)，存在火焰切圓直徑、燃燒不穩(wěn)、煙氣沖墻時(shí)會(huì)產(chǎn)生還原性氣氛，導(dǎo)致鍋爐高溫腐蝕加劇，通過準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)還原性氣氛中的CO濃度值，可以判斷是否發(fā)生運(yùn)行因素的影響。

通過以上分析，所有因素全部與還原性氣氛密切相關(guān)。通過在線測(cè)量還原性氣氛，可以找出五大要素與高溫腐蝕的關(guān)系。從而通過閉環(huán)控制這五大要素，達(dá)到控制高溫腐蝕的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電站鍋爐高溫腐蝕的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)及方法，通過在線監(jiān)測(cè)還原性氣氛的濃度、在線顯示高溫腐蝕的程度、從而閉環(huán)控制影響高溫腐蝕的因子，實(shí)現(xiàn)減緩高溫腐蝕或避免高溫腐蝕，提高鍋爐運(yùn)行效率，延長(zhǎng)鍋爐水冷壁管更換維護(hù)周期。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是：電站鍋爐高溫腐蝕的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，包括取樣單元、冷卻單元、氣氛預(yù)處理單元和分析單元；

取樣單元包括取樣管和取樣探頭，取樣管安裝在鍋爐爐壁上，取樣探頭安裝在取樣管的內(nèi)部，取樣探頭用于抽取粉塵與還原性氣氛的混合物，并濾除粉塵與還原性氣氛的混合物中的粉塵；

冷卻單元把還原性氣氛中的水蒸氣以液態(tài)水的形式排出；

氣氛預(yù)處理單元包括排凝系統(tǒng)、氣氛干燥系統(tǒng)和二級(jí)微粒過濾器，還原性氣氛經(jīng)排凝系統(tǒng)排出液態(tài)水，再經(jīng)氣氛干燥系統(tǒng)干燥，最后經(jīng)二級(jí)微粒過濾器濾除微小顆粒；

分析單元包括氣氛分析儀、PLC控制器和DCS系統(tǒng)，經(jīng)氣氛預(yù)處理單元處理后的還原性氣氛進(jìn)入氣氛分析儀進(jìn)行紅外測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC控制器中，PLC控制器經(jīng)過處理后給出還原性氣氛中各氣體濃度的測(cè)量值和分析得到鍋爐的高溫腐蝕程度，所述的PLC控制器將報(bào)警信號(hào)輸出至DCS系統(tǒng)，PLC控制器根據(jù)還原性氣氛中各氣體濃度的測(cè)量值對(duì)造成鍋爐的高溫腐蝕的因素進(jìn)行調(diào)整，減緩鍋爐的高溫腐蝕。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，電站鍋爐的高溫腐蝕監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)還包括反吹單元，取樣探頭的尾部設(shè)置有三通球閥，反吹單元通過三通球閥的一個(gè)出氣端口連接在取樣探頭的尾部。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，取樣探頭為不銹鋼粉末燒結(jié)濾棒。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，取樣管的安裝位置與氣氛分析儀的距離不超過10米。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，冷卻單元包括散熱片、冷卻風(fēng)系統(tǒng)和冷卻器，還原性氣氛進(jìn)入到冷卻器中進(jìn)行冷凝，散熱片用于冷卻器的散熱，冷卻風(fēng)系統(tǒng)采用壓縮空氣對(duì)散熱片進(jìn)行連續(xù)吹掃。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，分析單元還包括液晶觸摸屏，液晶觸摸屏與PLC控制器相連。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，利用電站鍋爐高溫腐蝕的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制的方法，包括如下步驟：

步驟1：取樣管安裝在鍋爐爐壁上，取樣探頭安裝在取樣管的內(nèi)部，取樣探頭抽取粉塵與還原性氣氛的混合物；