[實用新型]有利于快速判斷熱力發電廠高溫受熱面是否超溫的系統

有效

• 申請號: 201920855905.5
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN210267183U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 江鵬威;朱慶華;柴偉;孫國良;徐宏武;王新;周瑋
• 申請（專利權）人: 國家能源集團諫壁發電廠
• 主分類號: F22B35/00
• 分類號: F22B35/00
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 杜杰

本實用新型屬于熱力發電溫控技術領域，特別涉及一種有利于快速判斷熱力發電廠高溫受熱面是否超溫的系統，包括熱力發電系統中的一個或多個內設有受熱面的工作單元，各單元出口處的集箱或母管上獨立連接有取樣管道，取樣管道延伸穿過冷卻設備后，在取樣管道上安裝有氫氣濃度檢測裝置，各取樣管道上的氫氣濃度檢測裝置分別系統連接于DCS控制系統。

技術領域

本實用新型屬于熱力發電溫控技術領域，特別涉及一種有利于快速判斷熱力發電廠高溫受熱面是否超溫的系統。

背景技術

我國是燃煤大國，隨著以煤作為燃料的熱力發電技術高速發展，鍋爐受熱面的溫度越來越高，二次再熱超超臨界鍋爐蒸汽最高溫度已達到623℃，為到達更高的熱力發電機效率，我國正在研究耐700℃的高溫鍋爐蒸汽管道。

鍋爐運行過程中當受熱面管材、給水異常變化影響受熱面安全時最先從溫度表現出來，所以快速、準確判斷鍋爐受熱面是否超溫非常重要，直接關系到鍋爐的安全運行。但在鍋爐運行過程中運行中，因為受熱面較多，面積比較大，監測點更多，運行人員對鍋爐受熱面溫度的監視不可能全面連續監視。

傳統的受熱面壁溫監測裝置為常規熱傳感器，檢測到溫度超過DCS設定值時報警系統觸發,但熱傳感器不可能對鍋爐受熱面的每一個點進行監測，換言之，熱傳感器所測到的鍋爐受熱面壁溫只能代表某個點的溫度，并不能完全代表爐內實際壁溫，因此存在檢測不全面和信號延時的缺點。并且壁溫監測系統工作環境惡劣，溫度極高，容易燒壞測點，檢修需停爐，但熱力發電廠因為一個壁溫監測點而停爐并不現實，這就導致了被燒壞的測點成為了監測盲點，對鍋爐安全運行帶來很大的隱患。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種有利于快速判斷熱力發電廠高溫受熱面是否超溫的系統，包括水冷壁、一級過熱器、末級過熱器、一級再熱器、末級再熱器等內設有受熱面的單元，各個內設有受熱面的單元的出口處的集箱或母管上獨立連接有取樣管道，各取樣管道分別延伸穿過冷卻設備，各取樣管道上分別安裝有氫氣濃度檢測裝置用于對取樣管道中的氫氣濃度進行檢測，各氫氣濃度檢測裝置分別系統連接于DCS控制系統(DCS控制系統中自帶一套與每一路的氫氣濃度檢測裝置獨立系統連接的報警系統)，

從各單元的出口處輸出的部分水或蒸汽(氣化后的水，下同)，通過與該單元的出口處的集箱或母管相連接的取樣管道先經冷卻設備冷卻，再流經安裝于該取樣管道上的氫氣濃度檢測裝置，

氫氣濃度檢測裝置包括氫氣濃度檢測儀。

現代高參數、大容量鍋爐其蒸汽參數均在亞臨界以上，而在高溫條件下水蒸汽對金屬表現為強氧化性，水分子與鐵元素等其它金屬元素發生氧化還原反應，稱為蒸汽氧化，金屬在高溫高壓水蒸汽環境中的蒸汽氧化反應方程式為：xM+yH₂O→MxOy+yH₂，現代高參數、大容量鍋爐管材均為合金鋼材質，金屬中含有Cr等金屬，鍋爐受熱面與高溫高壓水蒸汽的反應可以用如下化學方程式表示：

4H₂O+3Fe→Fe₃O₄+4H₂

Fe+2Cr+4H₂O→FeCr₂O₄+4H₂

可見，鍋爐受熱面會被高溫高壓水蒸汽氧化產生氫氣，這部分氫氣溶解在水中或與蒸汽混合，

根據相關理論，受熱面的高溫蒸汽氧化速率與溫度呈一定的線性關系，溫度越高，氧化速率越高，則蒸汽中氫量就越高，當溫度平穩時反應速率一定，水或蒸汽中的溶解氫含量平穩，高溫水或高溫蒸汽溶解氫的含量對其通道溫度的反映非常靈敏、迅速，因此可以通過監測鍋爐各段受熱面內蒸汽的氫含量的峰值變化，判斷鍋爐受熱面是否超溫或熱負荷異常波動。