[发明专利]一种对煤粉锅炉过热器再热器进行炉内实时监测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对煤粉锅炉过热器再热器进行炉内实时监测的方法，应用于安装有过热器再热器系统的煤粉锅炉上，涉及能源动力等领域。

背景技术

煤粉锅炉的过热器再热器系统是锅炉汽水系统中受热条件最恶劣的，烟气侧温度在1000℃附近，蒸汽的温度也要达到400～600℃，蒸汽压力也要达到上百个大气压，所以对这部分的钢材的耐热性及强度要求是很高的。由于该部分受热面一般处于炉膛出口部位，管组由若干管屏组成，每一管屏又由很多根管子组成，管子的进出口分别连接于进口集箱和出口集箱上，每一管组多的可以达到上千根管子，这些管子传热以对流传热和辐射传热共同作用，传热流动情况非常复杂。在锅炉的实际运行中一般通过不同屏的相同管号管子的炉外出口管壁温度(等于该管的蒸汽出口温度)来判断超温情况，同时将这几根不同屏的管子的进出口蒸汽焓增与它们的平均蒸汽焓增的比定义为该屏的热偏差系数，将热偏差系数作为烟气不均匀的定量表示，调整燃烧，减小该区域炉内烟气的不均匀性，减少过热器再热器系统的超温。而用这几根不同屏的管子的进出口蒸汽焓增与它们的平均蒸汽焓增的比定义该屏的热偏差系数，不能准确反映炉内烟气侧的情况。

发明内容

本发明的目的在于针对现有计算的不足，提供一套新的可以实时判断过热器再热器区域炉内烟气不均匀程度的方法，避免误导现场运行人员。

本发明的技术方案是：由沿炉膛相同管号管子的炉外蒸汽温度数据，准确推算炉内烟气侧放热不均匀的量化参数。

通过过热器再热器管组的结构及参数求得沿炉宽各管屏蒸汽流量偏差系数，由不同管屏同一管号管子的蒸汽进出口温度求得管组沿炉宽的热偏差系数，将某一片屏的流量偏差系数乘以该屏的热偏差系数就可以准确得到该屏沿炉宽的烟气放热偏差系数，这一参数表征该位置烟气放热强度相对于该管组烟气平均放热强度的大小，并随着燃烧工况的不同实时反映沿炉宽烟气放热的不均匀程度。

本发明的炉内监测方法与现有监测方法相比，其有益效果是，可判断过热器再热器区域炉内烟气不均匀的程度，使现场运行人员了解炉内烟气侧的分布情况，指导燃烧调整。

具体实施方式

本发明根据锅炉传热的基本原理，将管子内蒸汽焓增偏差系数分解为烟气侧管子的吸热不均匀(偏差)系数和管内蒸汽侧的流量不均匀(偏差)系数。每根管子内蒸汽的焓增可以通过管子进出口的温度和压力求得，相同管号内蒸汽的焓增与这些管子内蒸汽的平均焓增之比为每根管子的热偏差系数；通过管组进出口集箱的静压分布及管组的阻力特性可以求得沿炉宽各屏的蒸汽流量偏差系数(参见《电站锅炉水动力计算标准》)；将每根管子对应管屏的蒸汽流量偏差系数与管子的热偏差系数相乘，就可以得到该管屏的烟气侧放热偏差系数，其物理意义就是该管屏位置处烟气对管屏的放热强度与整个管组烟气平均放热强度之比。该系数的大小可以表征烟气沿炉宽方向的放热强弱情况，并随着各工况的不同发生变化，实时对运行人员的燃烧调整提供参考。以下对本发明的技术方案作进一步描述。

首先从电站锅炉的设计图纸和热力计算中得到过热器再热器系统的结构和设计参数，包括集箱进出口形式(三通、纵向等引入引出)、集箱内径、管屏位置及排数、每屏管子根数、各管内径及长度、各管弯头个数、设计条件下蒸汽的质量流量、设计条件下蒸汽的进出口温度，在此基础上按照《电站锅炉水动力计算标准》的规定，可以求出在设计工况下沿炉宽各屏的流量偏差系数，即每片屏的蒸汽流量与整个管组平均屏的蒸汽流量之比。

从电厂的实际运行数据中得到过热器再热器系统每个管组的蒸汽进出口温度、不同管屏同一管号管子的出口蒸汽温度及管组的蒸汽进出口压力，从蒸汽参数表上可以得到这些蒸汽温度和压力对应的焓值，求出不同管屏同一管号管子内蒸汽的进出口焓增，同时对得到的这一管号的不同焓增进行平均得到这一管号管子的平均焓增，分别将该管号各管焓增除以平均焓增得到对应管屏的热偏差系数，它的物理意义即该屏位置的蒸汽焓增与整个管组平均蒸汽焓增的比。

将以上得到的沿炉宽各管屏蒸汽流量偏差系数乘以对应的管屏的热偏差系数得到的就是该屏的烟气放热偏差系数，它的物理意义是指沿炉宽方向某一管屏位置烟气热流(热负荷)与该管组平均热流(热负荷)之比，它表示沿炉宽不同位置烟气放热强度的不均匀程度。这样就可以实现通过炉外的蒸汽温度数值准确推出无法安装测点的炉内烟气侧放热强度的情况，从而为炉膛内的燃烧调整提供依据。在锅炉运行过程中，随着工况的不同各管吸热在变化，蒸汽温度也在改变，这样沿炉宽烟气放热偏差系数也随之改变，从而可以实时反映炉内烟气放热的不均匀程度。