[發明專利]一種用于準確測量鍋爐內過熱器管壁溫的模擬試驗系統

在審

• 申請號: 202111426584.5
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114112468A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 鮑聽;樓玉民;徐書德;謝增效;趙寧寧;李望;閆飛;郭恩陶;張光學;顧海林
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司;浙江浙能中煤舟山煤電有限責任公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01K13/024;G05D27/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及用于準確測量鍋爐內過熱器管壁溫的模擬試驗系統，包括燃燒系統、測試段和尾氣處理系統；所述燃燒系統，包括燃料風輸送段、助燃風輸送段、熱風爐冷卻風輸送段、燃燒器和熱風爐；所述測試段，包括溫度檢測器、硅碳棒、過熱器管束、測試腔體和過熱器冷卻風輸送段；所述尾氣處理系統，包括噴淋腔、噴淋裝置和煙囪。本發明的有益效果是：本試驗系統通過助燃風機和熱風爐冷卻風機以及相關閥門和流量計，調節和控制測試段來流煙氣的流量和溫度，使來流煙氣的流量和溫度在每個測試工況內保持相對穩定，提高了系統的穩定可靠性，并且系統加工成本較低。

技術領域

本發明涉及模擬試驗系統，具體涉及一種用于準確測量鍋爐內過熱器管壁溫的模擬試驗系統。

背景技術

近年來，我國電廠燃煤機組向大容量、高參數方向發展，600MW及以上的超臨界、超超臨界機組逐漸成為燃煤機組的主導方向，自2019年12月底，我國已投產1000MW超超臨界機組就達130多臺，全球第一。隨著蒸汽參數的提高，帶來了一系列問題，其中鍋爐高溫受熱面超溫爆管問題十分突出。產生超溫爆管的原因可分為兩方面，其一是由于煙氣溫度和流速沿煙道寬度、高度方向分布的不均勻性以及蒸汽沿各管間流量分配的不均勻性導致高溫受熱面產生局部熱偏差并長期處于超溫狀態；其二是機組調峰需要頻繁進行負荷調節，當變負荷運行時，可能出現給水控制系統、燃料控制系統等調節配合不協調的情況，進而出現燃燒波動、水動力不穩等原因引起的受熱不均，也會導致鍋爐受熱面超溫。因此，若能對管壁溫進行準確測量，并對其進行監控，可有效預防超溫爆管。

然而，由于過熱器工作環境特殊，管徑較小，且是高壓承壓部件，給實際測量帶來很大困難。在實際鍋爐內，為確保熱電偶長期穩定運行，需在冷卻狀態下與過熱器管壁焊接，熱電偶測點與過熱器管壁間存有間隙，形成接觸熱阻，所測溫度并不能反映實際管壁溫度，測量精度難以保證。此外，在實際鍋爐內布置測溫點，將浪費巨大的人力和財力。因此有必要建立小型試驗臺架進行精準測量。

而現有關于鍋爐過熱器管壁溫模擬測量試驗臺往往未能反映實際鍋爐工況，其測量結果不具備可信度；同時，溫度測點基本采用集熱塊形式布置在過熱器外管壁上，由于接觸熱阻的存在，其并不能反映實際管壁溫度。目前關于爐內管壁溫測量存在的主要問題包括：1)未見有效方法修正管壁測量溫度；2)測量精度較差；3)溫度傳感器的安裝穩定性問題；4)測量裝置的使用壽命問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種用于準確測量鍋爐內過熱器管壁溫的模擬試驗系統，能實現過熱器管壁溫的方便、準確測量，為實際測量提供依據。

這種用于準確測量鍋爐內過熱器管壁溫的模擬試驗系統，包括燃燒系統、測試段和尾氣處理系統；

所述燃燒系統，包括燃料風輸送段、助燃風輸送段、熱風爐冷卻風輸送段、燃燒器和熱風爐；燃料風輸送段的燃氣管通過螺紋與燃燒器連接；助燃風輸送段的助燃風管通過法蘭與燃燒器連接；燃燒器連接至熱風爐；熱風爐冷卻風輸送段的熱風爐冷卻風管通過法蘭與熱風爐相連；熱風爐連接至測試腔體；

所述測試段，包括溫度檢測器、硅碳棒、過熱器管束、測試腔體和過熱器冷卻風輸送段；測試段通過法蘭與上游的熱風爐及下游的噴淋腔相連；測試腔體上設有溫度檢測器、硅碳棒和過熱器管束，過熱器冷卻風輸送段的過熱器冷卻風管與過熱器管束連接；

所述尾氣處理系統，包括噴淋腔、噴淋裝置和煙囪；噴淋腔配備有噴淋裝置，噴淋腔煙氣出口連接至煙囪。

作為優選：熱風爐、測試腔體和噴淋腔外部均設有保溫層。

作為優選：熱風爐具有內外兩層。

作為優選：燃料風輸送段包括燃氣瓶、減壓閥和燃氣流量計，燃氣瓶依次通過減壓閥和燃氣流量計連接至燃燒器；助燃風輸送段包括助燃風機、第一閥門和第一空氣流量計，助燃風機依次通過第一閥門和第一空氣流量計連接至燃燒器；熱風爐冷卻風輸送段包括熱風爐冷卻風機、第二閥門和第二空氣流量計，熱風爐冷卻風機依次通過第二閥門和第二空氣流量計連接至熱風爐。