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鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510293991.1

申請日:

2015.06.02

公開號:

CN104913291A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F22B 37/38申請日:20150602|||公開
IPC分類號: F22B37/38 主分類號: F22B37/38
申請人: 華北電力科學研究院有限責任公司; 國家電網公司
發明人: 趙振寧; 張清峰; 李金晶; 李媛園
地址: 100045北京市西城區復興門外地藏庵南巷一號
優先權:
專利代理機構: 北京三友知識產權代理有限公司11127 代理人: 王濤
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510293991.1

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.11.16|||2015.10.14|||2015.09.16

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,涉及鍋爐溫度檢測技術領域。方法包括:獲取蒸汽受熱面的入口蒸汽溫度、入口蒸汽壓力、出口蒸汽溫度、出口蒸汽壓力和入口煙氣溫度;確定入口蒸汽焓;確定待測長度處的假設蒸汽溫度及待測長度處的蒸汽壓力;確定入口煙氣焓;確定待測長度處的煙氣焓,并確定該待測長度處的煙氣溫度;確定該待測長度對應的第一傳熱溫差;從而確定該待測長度處的蒸汽焓升;確定該待測長度處的蒸汽焓;根據待測長度處的蒸汽焓獲取第二蒸汽溫度;判斷第二蒸汽溫度與第一蒸汽溫度的誤差是否小于一預設誤差閾值;若誤差小于預設誤差閾值,將第二蒸汽溫度疊加一預設溫度值,生成待測長度處的蒸汽受熱面壁溫。

權利要求書

權利要求書
1.  一種鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,包括:
步驟101、獲取蒸汽受熱面的入口蒸汽溫度、入口蒸汽壓力、出口蒸汽溫度、出口蒸汽壓力和入口煙氣溫度;
步驟102、根據所述入口蒸汽溫度和入口蒸汽壓力確定入口蒸汽焓;
步驟103、根據蒸汽受熱面的總管長以及所述入口蒸汽溫度、出口蒸汽溫度,確定距離蒸汽受熱面的入口一待測長度處的第一蒸汽溫度,并以所述第一蒸汽溫度作為所述待測長度處的假設蒸汽溫度;
步驟104、根據所述蒸汽受熱面的總管長以及所述入口蒸汽壓力、出口蒸汽壓力,確定所述待測長度處的蒸汽壓力;
步驟105、根據所述假設蒸汽溫度和所述待測長度處的蒸汽壓力確定所述待測長度處的蒸汽焓,并根據入口煙氣溫度確定入口煙氣焓;
步驟106、根據所述入口蒸汽焓、待測長度處的蒸汽焓以及入口煙氣焓確定所述待測長度處的煙氣焓,并根據所述待測長度處的煙氣焓確定該待測長度處的煙氣溫度;
步驟107、根據所述待測長度處的煙氣溫度、假設蒸汽溫度、蒸汽受熱面的入口煙氣溫度、入口蒸汽溫度確定該待測長度對應的第一傳熱溫差;
步驟108、根據所述第一傳熱溫差、傳熱面積、蒸汽受熱面管子傳熱系數以及熱有效系數確定該待測長度處的蒸汽焓升;
步驟109、根據所述待測長度處的蒸汽焓升及所述入口蒸汽焓確定該待測長度處的蒸汽焓;
步驟110、根據所述待測長度處的蒸汽焓從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取第二蒸汽溫度;
步驟111、判斷所述第二蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度的誤差是否小于一預設誤差閾值;若所述誤差大于等于所述預設誤差閾值,以所述第二蒸汽溫度替換所述假設蒸汽溫度,并返回執行步驟105;
步驟112、若所述誤差小于所述預設誤差閾值,將所述第二蒸汽溫度疊加一預設溫度值,生成待測長度處的蒸汽受熱面壁溫。

2.  根據權利要求1所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,在所述蒸汽受熱面的入口處設有前置減溫箱時,所述入口蒸汽溫度為前置減溫器與入口聯箱之間的混合蒸汽溫度;在所述蒸汽受熱面的入口處沒有前置減溫箱時,所述入口蒸汽溫度為入口聯箱的入口處的蒸汽溫度。

3.  根據權利要求1所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,還包括:
根據所述出口蒸汽溫度和出口蒸汽壓力確定出口蒸汽焓;
根據所述入口蒸汽焓和所述出口蒸汽焓計算蒸汽受熱面內的蒸汽焓升ΔH:
ΔH=H2-H1
其中,H2為所述出口蒸汽焓;H1為所述入口蒸汽焓。

4.  根據權利要求3所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,還包括:
獲取蒸汽受熱面的出口煙氣溫度;
根據所述出口煙氣溫度、入口煙氣溫度、出口蒸汽溫度以及入口蒸汽溫度計算一第二傳熱溫差Δt:
Δt=Δtmax-Δtminln(Δtmax/Δtmin)]]>
其中,Δtmin=θ1-t1,Δtmax=θ2-t2;或者,Δtmax=θ1-t1,Δtmin=θ2-t2;其中,Δtmax大于Δtmin;θ1為所述入口煙氣溫度、t1為入口蒸汽溫度、θ2為出口煙氣溫度、t2為出口蒸汽溫度。

5.  根據權利要求4所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,還包括:
獲取蒸汽受熱面的受熱面積和熱有效系數;
根據所述蒸汽受熱面內的蒸汽焓升、第二傳熱溫差、蒸汽受熱面的受熱面積和熱有效系數計算所述蒸汽受熱面管子傳熱系數K:
K=ΔHA·Δt·ζ]]>
其中,ΔH為所述蒸汽受熱面內的蒸汽焓升;A為所述蒸汽受熱面的受熱面積;Δt為所述第二傳熱溫差;ζ為所述熱有效系數。

6.  根據權利要求1所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,所述 根據蒸汽受熱面的總管長以及所述入口蒸汽溫度、出口蒸汽溫度,確定距離蒸汽受熱面的入口一待測長度處的第一蒸汽溫度,包括:
通過公式:
tlf(H)=t1+lL(t2-t1)]]>
計算所述第一蒸汽溫度tl;
其中,t1為所述入口蒸汽溫度;t2為所述出口蒸汽溫度;L為所述蒸汽受熱面的總管長;l為所述待測長度。

7.  根據權利要求6所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,所述根據所述蒸汽受熱面的總管長以及所述入口蒸汽壓力、出口蒸汽壓力,確定所述待測長度處的蒸汽壓力,包括:
通過公式:
pl=pl-lL(p1-p2)]]>
計算所述待測長度處的蒸汽壓力pl;
其中,p1為所述入口蒸汽壓力;p2為所述出口蒸汽壓力。

8.  根據權利要求7所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,所述根據所述假設蒸汽溫度和所述待測長度處的蒸汽壓力確定所述待測長度處的蒸汽焓,并根據入口煙氣溫度確定入口煙氣焓,包括:
根據所述假設蒸汽溫度和所述待測長度處的蒸汽壓力從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取所述待測長度處的蒸汽焓;
根據所述入口煙氣溫度從存儲有煙氣熱力特征數據的數據庫中獲取所述入口煙氣焓。

9.  根據權利要求8所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,所述根據所述入口蒸汽焓、待測長度處的蒸汽焓以及入口煙氣焓確定所述待測長度處的煙氣焓,并根據所述待測長度處的煙氣焓確定該待測長度處的煙氣溫度,包括:
根據所述入口蒸汽焓、待測長度處的蒸汽焓以及入口煙氣焓確定所述待測長度處的煙氣焓hl:
hl=H1+h1-Hl
其中,H1為所述入口蒸汽焓;h1為所述入口煙氣焓;Hl所述待測長度處的蒸汽焓;
根據所述待測長度處的煙氣焓從存儲有煙氣熱力特征數據的數據庫中獲取所述待測長度處的煙氣溫度。

10.  根據權利要求9所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,所述根據所述待測長度處的煙氣溫度、假設蒸汽溫度、蒸汽受熱面的入口煙氣溫度、入口蒸汽溫度確定該待測長度對應的第一傳熱溫差,包括:
根據公式:
Δtl=Δtmax-Δtminln(Δtmax/Δmin)]]>
計算所述第一傳熱溫差Δtl;
其中,Δt′min=θ1-t1,Δt′max=θl-tl;或者,Δt′max=θ1-t1,Δt′min=θl-tl;其中,Δt′max大于Δt′min;θ1為所述入口煙氣溫度、t1為入口蒸汽溫度、θl為所述待測長度處的煙氣溫度、tl為所述第一蒸汽溫度。

11.  根據權利要求10所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,所述根據所述第一傳熱溫差、傳熱面積、蒸汽受熱面管子傳熱系數以及熱有效系數確定該待測長度處的蒸汽焓升,包括:
根據公式:
ΔHl=K·Al·Δtl·ζ
計算所述待測長度處的蒸汽焓升ΔHl;其中,K為所述蒸汽受熱面管子傳熱系數;Al為所述傳熱面積;Δtl為所述第一傳熱溫差;ζ為所述熱有效系數。

12.  根據權利要求11所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,其特征在于,所述根據所述待測長度處的蒸汽焓升及所述入口蒸汽焓確定該待測長度處的蒸汽焓,包括:
根據公式:Hl=H1+ΔHl計算所述待測長度處的蒸汽焓Hl。

說明書

說明書鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法
技術領域
本發明涉及鍋爐溫度檢測技術領域,尤其涉及鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法。
背景技術
隨著鍋爐溫度的提高,當前對于鍋爐運行安全的需求也越來越大,而爐內鍋爐管的蒸汽受熱面的選材就直接影響鍋爐的運行安全。一般地,蒸汽受熱面內工質溫度越高,選用的耐熱鋼材等級也需要越高,當然相應的制造成本也越高。為了控制制造成本,當前一般會根據工作條件下的爐內鍋爐管的管壁溫度,采用溫度高于管壁溫度的最低等級鋼材。然而,由于實際運行工況與設計計算工況存在偏差,容易出現受熱面鋼材等級偏低,蒸汽受熱面爆管的事故。
為了避免爐內鍋爐管的蒸汽受熱面出現爆管,當前需要對爐內鍋爐管的蒸汽受熱面進行監測。如圖1所示,當前的監測方式是采用一種爐內鍋爐管長壽命壁溫測量裝置,其包括緊固在鍋爐管外壁11上的熱電偶保護管12,與熱工端子箱16相連接的熱電偶14自熱電偶保護管12一端穿入、另一端伸出,伸出的熱電偶14即熱電偶測溫端,通過熱電偶測溫端裝置13緊固在鍋爐管外壁11上以進行爐內鍋爐管的蒸汽受熱面的測溫。
然而,由于高溫鍋爐內環境惡劣,熱電偶保護管若破損,熱電偶也會很快失效,測量結果將受到影響;并且由于熱電偶的安裝限制以及熱電偶保護管會減弱蒸汽受熱面的管壁換熱,壁溫測點位置不能過于深入爐內,使得當前僅能測量蒸汽受熱面一小部分的壁溫,難以獲得同一蒸汽受熱面不同位置的壁溫數據。可見,當前的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的監測方式不準確,且難以監測蒸汽受熱面不同位置的壁溫數據。
發明內容
本發明的實施例提供一種鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,以解決當前的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的監測方式不準確,且難以監測蒸汽受熱面不同位置的壁溫數據的問 題。
為達到上述目的,本發明采用如下技術方案:
一種鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,包括:
步驟101、獲取蒸汽受熱面的入口蒸汽溫度、入口蒸汽壓力、出口蒸汽溫度、出口蒸汽壓力和入口煙氣溫度;
步驟102、根據所述入口蒸汽溫度和入口蒸汽壓力確定入口蒸汽焓;
步驟103、根據蒸汽受熱面的總管長以及所述入口蒸汽溫度、出口蒸汽溫度,確定距離蒸汽受熱面的入口一待測長度處的第一蒸汽溫度,并以所述第一蒸汽溫度作為所述待測長度處的假設蒸汽溫度;
步驟104、根據所述蒸汽受熱面的總管長以及所述入口蒸汽壓力、出口蒸汽壓力,確定所述待測長度處的蒸汽壓力;
步驟105、根據所述假設蒸汽溫度和所述待測長度處的蒸汽壓力確定所述待測長度處的蒸汽焓,并根據入口煙氣溫度確定入口煙氣焓;
步驟106、根據所述入口蒸汽焓、待測長度處的蒸汽焓以及入口煙氣焓確定所述待測長度處的煙氣焓,并根據所述待測長度處的煙氣焓確定該待測長度處的煙氣溫度;
步驟107、根據所述待測長度處的煙氣溫度、假設蒸汽溫度、蒸汽受熱面的入口煙氣溫度、入口蒸汽溫度確定該待測長度對應的第一傳熱溫差;
步驟108、根據所述第一傳熱溫差、傳熱面積、蒸汽受熱面管子傳熱系數以及熱有效系數確定該待測長度處的蒸汽焓升;
步驟109、根據所述待測長度處的蒸汽焓升及所述入口蒸汽焓確定該待測長度處的蒸汽焓;
步驟110、根據所述待測長度處的蒸汽焓從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取第二蒸汽溫度;
步驟111、判斷所述第二蒸汽溫度與所述第一蒸汽溫度的誤差是否小于一預設誤差閾值;若所述誤差大于等于所述預設誤差閾值,以所述第二蒸汽溫度替換所述假設蒸汽溫度,并返回執行步驟105;
步驟112、若所述誤差小于所述預設誤差閾值,將所述第二蒸汽溫度疊加一預設溫度值,生成待測長度處的蒸汽受熱面壁溫。
具體的,在所述蒸汽受熱面的入口處設有前置減溫箱時,所述入口蒸汽溫度為前置減溫器與入口聯箱之間的混合蒸汽溫度;在所述蒸汽受熱面的入口處沒有前置減溫箱時,所述入口蒸汽溫度為入口聯箱的入口處的蒸汽溫度。
進一步的,所述鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,還包括:
根據所述出口蒸汽溫度和出口蒸汽壓力確定出口蒸汽焓;
根據所述入口蒸汽焓和所述出口蒸汽焓計算蒸汽受熱面內的蒸汽焓升ΔH:
ΔH=H2-H1
其中,H2為所述出口蒸汽焓;H1為所述入口蒸汽焓。
此外,所述鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,還包括:
獲取蒸汽受熱面的出口煙氣溫度;
根據所述出口煙氣溫度、入口煙氣溫度、出口蒸汽溫度以及入口蒸汽溫度計算一第二傳熱溫差Δt:
Δt=Δtmax-Δtminln(Δtmax/Δtmin)]]>
其中,Δtmin=θ1-t1,Δtmax=θ2-t2;或者,Δtmax=θ1-t1,Δtmin=θ2-t2;其中,Δtmax大于Δtmin;θ1為所述入口煙氣溫度、t1為入口蒸汽溫度、θ2為出口煙氣溫度、t2為出口蒸汽溫度。
進一步的,所述的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,還包括:
獲取蒸汽受熱面的受熱面積和熱有效系數;
根據所述蒸汽受熱面內的蒸汽焓升、第二傳熱溫差、蒸汽受熱面的受熱面積和熱有效系數計算所述蒸汽受熱面管子傳熱系數K:
K=ΔHA·Δt·ζ]]>
其中,ΔH為所述蒸汽受熱面內的蒸汽焓升;A為所述蒸汽受熱面的受熱面積;Δt為所述第二傳熱溫差;ζ為所述熱有效系數。
具體的,所述根據蒸汽受熱面的總管長以及所述入口蒸汽溫度、出口蒸汽溫度,確定距離蒸汽受熱面的入口一待測長度處的第一蒸汽溫度,包括:
通過公式:
tl=f(H)=t1+lL(t2-t1)]]>
計算所述第一蒸汽溫度tl;
其中,t1為所述入口蒸汽溫度;t2為所述出口蒸汽溫度;L為所述蒸汽受熱面的總管長;l為所述待測長度。
具體的,所述根據所述蒸汽受熱面的總管長以及所述入口蒸汽壓力、出口蒸汽壓力,確定所述待測長度處的蒸汽壓力,包括:
通過公式:
pl=p1-1L(p1-p2)]]>
計算所述待測長度處的蒸汽壓力pl;
其中,p1為所述入口蒸汽壓力;p2為所述出口蒸汽壓力。
具體的,所述根據所述假設蒸汽溫度和所述待測長度處的蒸汽壓力確定所述待測長度處的蒸汽焓,并根據入口煙氣溫度確定入口煙氣焓,包括:
根據所述假設蒸汽溫度和所述待測長度處的蒸汽壓力從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取所述待測長度處的蒸汽焓;
根據所述入口煙氣溫度從存儲有煙氣熱力特征數據的數據庫中獲取所述入口煙氣焓。
具體的,所述根據所述入口蒸汽焓、待測長度處的蒸汽焓以及入口煙氣焓確定所述待測長度處的煙氣焓,并根據所述待測長度處的煙氣焓確定該待測長度處的煙氣溫度,包括:
根據所述入口蒸汽焓、待測長度處的蒸汽焓以及入口煙氣焓確定所述待測長度處的煙氣焓hl:
hl=H1+h1-Hl
其中,H1為所述入口蒸汽焓;h1為所述入口煙氣焓;Hl所述待測長度處的蒸汽焓;
根據所述待測長度處的煙氣焓從存儲有煙氣熱力特征數據的數據庫中獲取所述待測長度處的煙氣溫度。
具體的,所述根據所述待測長度處的煙氣溫度、假設蒸汽溫度、蒸汽受熱面的入口煙氣溫度、入口蒸汽溫度確定該待測長度對應的第一傳熱溫差,包括:
根據公式:
Δtl=Δtmax-Δtminln(Δtmax/Δtmin)]]>
計算所述第一傳熱溫差Δtl;
其中,Δt′min=θ1-t1,Δt′max=θl-tl;或者,Δt′max=θ1-t1,Δt′min=θl-tl;其中,Δt′max大于Δt′min;θ1為所述入口煙氣溫度、t1為入口蒸汽溫度、θl為所述待測長度處的煙氣溫度、tl為所述第一蒸汽溫度。
具體的,所述根據所述第一傳熱溫差、傳熱面積、蒸汽受熱面管子傳熱系數以及熱有效系數確定該待測長度處的蒸汽焓升,包括:
根據公式:
ΔHl=K·Al·Δtl·ζ
計算所述待測長度處的蒸汽焓升ΔHl;其中,K為所述蒸汽受熱面管子傳熱系數;Al為所述傳熱面積;Δtl為所述第一傳熱溫差;ζ為所述熱有效系數。
具體的,所述根據所述待測長度處的蒸汽焓升及所述入口蒸汽焓確定該待測長度處的蒸汽焓,包括:
根據公式:Hl=H1+ΔHl計算所述待測長度處的蒸汽焓Hl。
本發明實施例提供的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,無需在高溫鍋爐內增加測量設備,通過蒸汽受熱面入口和出口的壓力和溫度測點數據即可計算得到距離蒸汽受熱面入口處的待測長度處的蒸汽受熱面壁溫,能夠較為便捷的獲取蒸汽受熱面不同位置的壁溫數據,避免了當前的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的監測方式不準確,且難以監測蒸汽受熱面不同位置的壁溫數據的問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有技術中的爐內鍋爐管長壽命壁溫測量裝置的熱電偶安裝示意圖;
圖2為本發明實施例提供的一種鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法的流程圖一;
圖3為本發明實施例提供的鍋爐蒸汽受熱面結構的示意圖一;
圖4為本發明實施例提供的鍋爐蒸汽受熱面結構的示意圖二;
圖5為本發明實施例提供的一種鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法的流程圖二。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
如圖2所示,本發明實施例提供的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,包括:
步驟101、獲取蒸汽受熱面的入口蒸汽溫度、入口蒸汽壓力、出口蒸汽溫度、出口蒸汽壓力和入口煙氣溫度。
步驟102、根據入口蒸汽溫度和入口蒸汽壓力確定入口蒸汽焓。
步驟103、根據蒸汽受熱面的總管長以及入口蒸汽溫度、出口蒸汽溫度,確定距離蒸汽受熱面的入口一待測長度處的第一蒸汽溫度,并以第一蒸汽溫度作為待測長度處的假設蒸汽溫度。
步驟104、根據蒸汽受熱面的總管長以及入口蒸汽壓力、出口蒸汽壓力,確定待測長度處的蒸汽壓力。
步驟105、根據假設蒸汽溫度和待測長度處的蒸汽壓力確定待測長度處的蒸汽焓,并根據入口煙氣溫度確定入口煙氣焓。
步驟106、根據入口蒸汽焓、待測長度處的蒸汽焓以及入口煙氣焓確定待測長度處的煙氣焓,并根據待測長度處的煙氣焓確定該待測長度處的煙氣溫度。
步驟107、根據待測長度處的煙氣溫度、假設蒸汽溫度、蒸汽受熱面的入口煙氣溫度、入口蒸汽溫度確定該待測長度對應的第一傳熱溫差。
步驟108、根據第一傳熱溫差、傳熱面積、蒸汽受熱面管子傳熱系數以及熱有效系數確定該待測長度處的蒸汽焓升。
步驟109、根據待測長度處的蒸汽焓升及入口蒸汽焓確定該待測長度處的蒸汽焓。
步驟110、根據待測長度處的蒸汽焓從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取第二蒸汽溫度。
步驟111、判斷第二蒸汽溫度與第一蒸汽溫度的誤差是否小于一預設誤差閾值。
步驟112、若誤差小于預設誤差閾值,將第二蒸汽溫度疊加一預設溫度值,生成待測長度處的蒸汽受熱面壁溫。
步驟113、若誤差大于等于預設誤差閾值,以第二蒸汽溫度替換假設蒸汽溫度,并返回執行步驟105。
本發明實施例提供的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,無需在高溫鍋爐內增加測量設備,通過蒸汽受熱面入口和出口的壓力和溫度測點數據即可計算得到距離蒸汽受熱面入口處的待測長度處的蒸汽受熱面壁溫,能夠較為便捷的獲取蒸汽受熱面不同位置的壁溫數據,避免了當前的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的監測方式不準確,且難以監測蒸汽受熱面不同位置的壁溫數據的問題。
值得說明的是,本發明實施例提供的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法的應用場景為一鍋爐蒸汽受熱面結構,其簡易結構如圖3所示,較為完整的結構如圖4所示。
如圖3所示,該鍋爐蒸汽受熱面結構包括:鍋爐爐墻21、蒸汽受熱面管22,在蒸汽受熱面管22的入口和出口分別連接有入口聯箱23和出口聯箱24,在該入口聯箱23外還可以設置有前置減溫器25,當然,也可以不設置前置減溫器25。,值得說明的是,若在蒸汽受熱面的入口處設有前置減溫箱,入口蒸汽溫度應為前置減溫器與入口聯箱之間的混合蒸汽溫度;若在蒸汽受熱面的入口處沒有前置減溫箱,則入口蒸汽溫度可以為入口聯箱的入口處的蒸汽溫度。
如圖4所示,該鍋爐蒸汽受熱面結構包括:汽水分離器31、貯水箱32、中間混合集箱33、啟動循環泵34、上部垂直水冷壁35、下部螺旋水冷壁36、過熱器分隔屏37、末級過熱器38、末級再熱器39、立式低溫再熱器40、水平低溫再熱器41、立式低溫過熱器42、水平低溫過熱器43、省煤器44、省煤器出口灰斗45、脫硝裝置46、預熱器入口煙道47、空氣預熱器48、燃燒器噴口49、燃燒器大風箱50、燃燒器SOFA風噴口51。
在上述鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法中,該出口蒸汽溫度應是該蒸汽受熱面的出口混合蒸汽溫度。
另外,該第二蒸汽溫度疊加的預設溫度值一般可以是根據工程經驗預先設置,例如,該預設溫度值可以為25℃、30℃或35℃,但不僅局限于此。
為了使本領域的技術人員更好的了解本發明,下面列舉一個更為詳細的實施例, 如圖5所示,本發明實施例提供的一種鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,包括:
步驟201、獲取蒸汽受熱面的入口蒸汽溫度、入口蒸汽壓力、出口蒸汽溫度、出口蒸汽壓力、入口煙氣溫度及出口煙氣溫度。
此處,可以根據省煤器前的煙氣溫度確定該入口煙氣溫度及出口煙氣溫度;或者,根據空氣預熱器前后的煙氣溫度來確定該入口煙氣溫度及出口煙氣溫度。
步驟202、根據入口蒸汽溫度和入口蒸汽壓力確定入口蒸汽焓,并根據出口蒸汽溫度和出口蒸汽壓力確定出口蒸汽焓。
具體的,可以根據入口蒸汽溫度和入口蒸汽壓力從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取入口蒸汽焓。同樣的,可以根據出口蒸汽溫度和出口蒸汽壓力從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取入口蒸汽焓。
步驟203、根據入口蒸汽焓和出口蒸汽焓計算蒸汽受熱面內的蒸汽焓升ΔH。
具體可以通過如下公式來實現:
ΔH=H2-H1
其中,H2為出口蒸汽焓;H1為入口蒸汽焓。
步驟204、根據出口煙氣溫度、入口煙氣溫度、出口蒸汽溫度以及入口蒸汽溫度計算一第二傳熱溫差Δt。
Δt=Δtmax-Δtminln(Δtmax/Δtmin)]]>
其中,Δtmin=θ1-t1,Δtmax=θ2-t2;或者,Δtmax=θ1-t1,Δtmin=θ2-t2;其中,Δtmax大于Δtmin;θ1為入口煙氣溫度、t1為入口蒸汽溫度、θ2為出口煙氣溫度、t2為出口蒸汽溫度。
步驟205、獲取蒸汽受熱面的受熱面積和熱有效系數。
具體的,該蒸汽受熱面的受熱面積可以通過蒸汽受熱面管的外徑和長度計算獲得。該熱有效系數是指蒸汽受熱面管實際吸收的熱量與投射到管表面的熱量的比值,與蒸汽受熱面的位置、蒸汽受熱面布置方式和沾污情況有關,在工程中該熱有效系數可以預先設置。
步驟206、根據蒸汽受熱面內的蒸汽焓升、第二傳熱溫差、蒸汽受熱面的受熱面積和熱有效系數計算蒸汽受熱面管子傳熱系數K。
K=ΔHA·Δt·ζ]]>
其中,ΔH為蒸汽受熱面內的蒸汽焓升;A為蒸汽受熱面的受熱面積;Δt為第二傳熱溫差;ζ為熱有效系數。
步驟207、根據蒸汽受熱面的總管長以及入口蒸汽溫度、出口蒸汽溫度,確定距離蒸汽受熱面的入口一待測長度處的第一蒸汽溫度,并以第一蒸汽溫度作為待測長度處的假設蒸汽溫度。
此處,可以通過公式:
tl=f(H)=t1+lL(t2-t1)]]>
計算第一蒸汽溫度tl。
其中,t1為入口蒸汽溫度;t2為出口蒸汽溫度;L為蒸汽受熱面的總管長;l為待測長度。
步驟208、根據蒸汽受熱面的總管長以及入口蒸汽壓力、出口蒸汽壓力,確定待測長度處的蒸汽壓力。
此處,可以通過公式:
pl=p1-1L(p1-p2)]]>
計算待測長度處的蒸汽壓力pl;
其中,p1為入口蒸汽壓力;p2為出口蒸汽壓力。
步驟209、根據假設蒸汽溫度和待測長度處的蒸汽壓力從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取待測長度處的蒸汽焓。
步驟210、根據入口煙氣溫度從存儲有煙氣熱力特征數據的數據庫中獲取入口煙氣焓。
步驟211、根據入口蒸汽焓、待測長度處的蒸汽焓以及入口煙氣焓確定待測長度處的煙氣焓hl。
hl=H1+h1-Hl
其中,H1為入口蒸汽焓;h1為入口煙氣焓;Hl待測長度處的蒸汽焓。此處的hl=H1+h1-Hl是根據能量守恒關系獲得,即煙氣放熱等于蒸汽吸熱。
步驟212、根據待測長度處的煙氣焓從存儲有煙氣熱力特征數據的數據庫中獲取待測長度處的煙氣溫度。
步驟213、根據待測長度處的煙氣溫度、假設蒸汽溫度、蒸汽受熱面的入口煙氣溫度、入口蒸汽溫度確定該待測長度對應的第一傳熱溫差。
此處,可以根據公式:
Δtl=Δtmax-Δtminln(Δtmax/Δtmin)]]>
計算第一傳熱溫差Δtl。
其中,Δt′min=θ1-t1,Δt′max=θl-tl;或者,Δt′max=θ1-t1,Δt′min=θl-tl;其中,Δt′max大于Δt′min;θ1為入口煙氣溫度、t1為入口蒸汽溫度、θl為待測長度處的煙氣溫度、tl為第一蒸汽溫度。
步驟214、根據第一傳熱溫差、傳熱面積、蒸汽受熱面管子傳熱系數以及熱有效系數確定該待測長度處的蒸汽焓升。
此處,可以根據公式:
ΔHl=K·Al·Δtl·ζ
計算待測長度處的蒸汽焓升ΔHl;其中,K為蒸汽受熱面管子傳熱系數;Al為傳熱面積;Δtl為第一傳熱溫差;ζ為熱有效系數。
步驟215、根據待測長度處的蒸汽焓升及入口蒸汽焓確定該待測長度處的蒸汽焓。
此處,可以根據公式:Hl=H1+ΔHl計算待測長度處的蒸汽焓Hl。
步驟216、根據待測長度處的蒸汽焓從存儲有水蒸汽熱力特征數據的數據庫中獲取第二蒸汽溫度。
步驟217、判斷第二蒸汽溫度與第一蒸汽溫度的誤差是否小于一預設誤差閾值。
若誤差大于等于預設誤差閾值,執行步驟218。若誤差小于預設誤差閾值,執行步驟219。
步驟218、以第二蒸汽溫度替換假設蒸汽溫度。在步驟218之后,返回執行步驟209。
步驟219、將第二蒸汽溫度疊加一預設溫度值,生成待測長度處的蒸汽受熱面壁溫。
預設溫度值一般可以是根據工程經驗預先設置,例如,該預設溫度值可以為25℃、30℃或35℃,但不僅局限于此。
本發明實施例提供的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的檢測方法,無需在高溫鍋爐內增加測量設備,通過蒸汽受熱面入口和出口的壓力和溫度測點數據即可計算得到距離蒸汽受熱面入口處的待測長度處的蒸汽受熱面壁溫,能夠較為便捷的獲取蒸汽受熱面不同位 置的壁溫數據,避免了當前的鍋爐蒸汽受熱面壁溫的監測方式不準確,且難以監測蒸汽受熱面不同位置的壁溫數據的問題。
本領域內的技術人員應明白,本發明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此,本發明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且,本發明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。
本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器,使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中,使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品,該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上,使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理,從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
本發明中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述,以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想;同時,對于本領域的一般技術人員,依據本發明的思想,在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處,綜上所述,本說明書內容不應理解為對本發明的限制。

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鍋爐 蒸汽 受熱 面壁 檢測 方法
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