[實用新型]受熱面煙氣側磨損量及腐蝕量的在線監測系統

有效

• 申請號: 201720962682.3
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN207096159U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 孟永杰;張清福;林偉康;馬達夫;何翔;朱一飛;張濤;周文臺;陶麗;陳端雨;施鴻飛
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司;中電華創電力技術研究有限公司
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,吳小麗

技術領域

本實用新型涉及一種受熱面煙氣側磨損量及腐蝕量的在線監測系統，屬于鍋爐受熱面計算技術領域。

背景技術

在火力發電廠中，鍋爐受熱面高溫腐蝕問題是長期困擾電廠的一個經濟和技術問題。高溫腐蝕使受熱面管壁減薄，嚴重時會造成爆管，大大增加了電廠的臨時性檢修和大修的工作量，給電廠造成很大的經濟損失。火電廠鍋爐受熱面爆管引起的非計劃停運時間占機組非計劃停運時間的40％左右，少發電量占全部事故少發電量的50％以上，是影響發電機組安全經濟運行的重要因素，同時也干擾整個地區的電網系統的正常調度，影響當地的工農業生產，所造成的社會效益損失更為巨大。

現有的監測受熱面高溫腐蝕的方法通常是由煙氣采樣管、煙氣分析儀、工控機、高溫熱電偶、顯示器組成，通過在膜式水冷壁壁面管間連接板上開孔，在沿爐膛高度方向上，布置1-5層測點，通過煙氣采樣管抽取煙氣，經煙氣分析儀測得煙氣中CO、O₂和SO₂三種氣體濃度，并結合高溫熱電偶測得水冷壁壁面的壁溫，把測得數據傳輸到工控機。同時，工控機接收電廠MIS系統Oracle數據庫中一次風速、二次風速及風粉濃度數據，利用改進的模糊層次分析法進行分析處理，計算出當前高溫腐蝕影響因素的權重大小，并根據權重大小進行實時排序，結果在顯示器畫面上友好顯示，同時給出相應診斷意見，并要求運行人員及時調整。這種監測受熱面高溫腐蝕的方法只能減緩腐蝕，而不能定量顯示受熱面因高溫腐蝕厚度變化的大小，即不能監測腐蝕受熱面腐蝕量的變化。

鍋爐在運行過程中長期遭受煙氣的沖刷，煙氣中的飛灰顆粒對受熱面的磨損影響較大，不但造成受熱面的頻繁更換，使發電成本增加，而且還將造成受熱面的泄漏或爆管事故，危害很大。受熱面的飛灰磨損一般都帶有局部的性質，在煙氣流速高和灰粉濃度大的區域，通常磨損較為嚴重，從被磨損管子的周徑來看，磨損的程度也是不均勻的。在鍋爐煙道中，煙氣沖刷受熱面時，往往存在一定數量一定動能的飛灰粒子沖擊管壁的現象，每次沖擊都有可能從管壁上削去極其微小數量的金屬屑。日積月累，由于飛灰的不斷沖刷，管壁將被越削越薄。降低受熱面磨損的方法主要有加裝防磨裝置、降低煙氣中飛灰含量等措施，在一定程度上可以降低受熱面的磨損。在磨損量計算方面，有人總結分析了蘇聯在近40年間有關鍋爐受熱面磨損量計算公式的演變過程，在此基礎上進一步提出在計算磨損量時確定受熱面磨損性能系數值得原則及方法，并繪制了計算磨損量的線算圖，為研究面磨損的問題提供了一定參考，但并沒有解決如何監測受熱面運行過程中因磨損而造成的減薄量。

在防治低受熱面溫腐蝕方面，有在空預器入口加裝暖風器、采用煙氣再循環技術、加裝熱媒水系統等方法，上述方法能提高低溫受熱面的溫度，在減緩受熱面低溫腐蝕方面起到一定作用，但并不能定量的在線監測受熱面的低溫腐蝕量。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是如何在線監測火力發電廠鍋爐受熱面煙氣側的磨損量變化及溫度腐蝕量變化。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供一種受熱面煙氣側磨損量及腐蝕量的在線監測系統，其特征在于：包括鍍膜式傳感器，鍍膜式傳感器由平面載體基座、引線、與受熱面材質相同的材料制作的薄膜電阻組成，所述薄膜電阻均勻設于平面載體基座上，平面載體基座固定于受熱面上，薄膜電阻通過導線連接電阻測量系統。

優選地，所述平面載體基座為氧化鋁陶瓷片基座。

優選地，所述薄膜電阻兩端分別通過一根導線連接電阻測量系統。

優選地，所述薄膜電阻通過磁控濺射工藝均勻加工到所述平面載體基座上。

優選地，當鍍膜式傳感器長度和寬度不變時，其電阻值只與厚度成線性反比；通過監測鍍膜式傳感器電阻的變化，從而推導出鍍膜式傳感器厚度的變化，進而推斷出受熱面磨損量及腐蝕量的變化。

優選地，所述薄膜電阻厚度與其電阻值的關系為：

其中，ρ為薄膜電阻材料的電阻率，L_R為薄膜電阻長度，W_R為薄膜電阻寬度，δ為薄膜電阻厚度；當薄膜電阻長度和寬度不變時，其電阻值只與厚度成線性反比；

經爐內煙氣的沖刷磨損，薄膜電阻逐漸減薄，測量薄膜電阻的阻值變化，反推得到薄膜電阻的厚度變化δ_t，其計算公式為：

其中，R₀為測得的薄膜電阻初始電阻值，R為腐蝕過程中測得的電阻值；

薄膜電阻的厚度變化即為受熱面煙氣側磨損量及腐蝕量的變化。