[發明專利]一種水冷壁高溫腐蝕的監控系統及監控方法

在審

• 申請號: 202210305334.4
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114459012A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 蔣伯振;劉慧忠
• 申請（專利權）人: 華能臨沂發電有限公司
• 主分類號: F22B37/38
• 分類號: F22B37/38;F23M5/08;G01N21/31;G01N21/95
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 宋攀

本發明提供的水冷壁高溫腐蝕監控系統，包括多個監控單元具有激光發射、接收裝置及控制組件，通過使激光發射、接收裝置位于水冷壁的外部并對向設置，使激光發射裝置發射的激光貫穿鍋爐爐膛形成激光束，使激光束平行于水冷壁并距水冷壁不大于10mm，能夠使激光束穿過水冷壁的貼壁氣氛，再通過激光接收裝置接收激光束并將其轉換成電信號輸出至控制組件，使得控制組件能夠計算出對應的氣體濃度并調整鍋爐燃燒器的燃燒方式，從而改善水冷壁的貼壁氣氛、減緩高溫腐蝕，實現了實時監控的技術效果；本發明提供的水冷壁高溫腐蝕的監控方法，能夠實現實時優化調整，從而確保火電機組安全、經濟、穩定地運行，還能在控制無效時發出預警，提醒存在的潛在風險。

技術領域

本發明屬于鍋爐水冷壁監控技術領域，具體涉及一種水冷壁高溫腐蝕監控系統及監控方法。

背景技術

隨著火電廠超低排放改造的實施，為降低氮氧化物，鍋爐燃燒器普遍采用低氮燃燒器，利用空氣分級燃燒實現降低氮氧化物的目的，主燃燒區域缺氧運行，煤粉燃燒不完全，煙氣處于強還原性氣氛，加之煤炭市場形勢緊張，為降低燃料成本，火電廠大多摻燒部分高硫煤，導致水冷壁貼壁區域長期處于強還原性氣氛中，容易發生還原性氣氛下的高溫硫腐蝕，該腐蝕會導致水冷壁壁厚減薄，嚴重的，還會引發鍋爐爆管泄漏事故，嚴重影響機組的安全運行。

現有火電廠對鍋爐水冷壁的監控還處于事后處理階段，大多通過定期檢修的方式檢查水冷壁的厚度，通過測厚結果評估水冷壁高溫腐蝕的程度，再采取換管、防腐噴涂等被動防護措施進行處理，滯后性且不具有實時監控的功能。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的缺點，提供一種具有實時監控功能的水冷壁高溫腐蝕監控系統，本發明還提供一種用于確保火電機組安全、穩定運行的水冷壁高溫腐蝕的監控方法。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案中的產品是，水冷壁高溫腐蝕監控系統，包括多個監控單元，所述監控單元包括激光發射裝置、激光接收裝置、以及與所述激光接收裝置電連接的控制組件，所述激光發射裝置、所述激光接收裝置位于水冷壁的外部并對向設置，所述激光發射裝置發射的激光貫穿鍋爐爐膛形成平行于所述水冷壁的激光束，所述激光束距所述水冷壁的距離不大于10mm，所述激光接收裝置接收所述激光束并將其轉換成電信號輸出至所述控制組件，所述控制組件根據所述電信號對應的氣體濃度調整鍋爐燃燒器的燃燒方式，以改善所述水冷壁的貼壁氣氛、減緩高溫腐蝕。

優選地，所述激光發射裝置包括三個激光二極管，這三個所述激光二極管分別發射波長為760nm、2330nm、2665nm的脈沖激光，分別對應氧氣、一氧化碳和硫化氫的吸收光譜，所述激光接收裝置包括三個光電探測器，這三個所述光電探測器分別接收三個所述激光二極管發出的脈沖激光。

進一步優選地，所述激光發射裝置還包括用于將三個所述激光二極管發射的脈沖激光合成單束激光的合波器，所述激光接收裝置還包括用于將該單束激光還原成三束激光的分波器。

進一步優選地，所述合波器、所述分波器的外部設有壓縮空氣吹掃裝置。

優選地，所述監控單元至少有四個，這四個所述監控單元分別對應所述鍋爐爐膛的一側面的水冷壁，相鄰的所述監控單元沿所述鍋爐爐膛的軸向方向間隔設置。

優選地，所述水冷壁的鰭片上開設有用于所述激光束穿過的監測孔，所述監測孔內嵌設有透明石英玻璃。

優選地，所述激光發射裝置、所述激光接收裝置連接有同步平移組件，所述同步平移組件用于調整所述激光束距所述水冷壁的距離。

優選地，所述控制組件包括信號處理器、控制器和燃燒器控制單元，所述控制器通過所述信號處理器與所述激光接收裝置電連接，所述控制器通過所述燃燒器控制單元調整所述燃燒器的燃燒方式。