[发明专利]一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法和系统

说明书

本发明提供了一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法和系统，包括：实时采集电站锅炉的运行参数；根据所述运行参数计算出任一异种钢接头部位的最大热负荷、任一微元段的焓增、导热系数和内壁氧化皮的厚度；根据所述最大热负荷、所述任一微元段的焓增、所述导热系数和所述内壁氧化皮的厚度计算出所述异种钢接头的壁温；判断所述壁温是否超过预警壁温，若是，则发出超温警报。由于本发明结合异种钢接头部位的导热系数和内壁氧化层的厚度等计算出了异种钢接头部位的壁温，因此，与现有技术相比，本发明计算出的异种钢接头部位的壁温数据的准确度更高，从而能够更加精确地对异种钢接头的安全状况和剩余寿命进行评估。

技术领域

本发明涉及安全监测技术领域，更具体地说，涉及一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法和系统。

背景技术

现代大型电站锅炉的过热器、再热器、省煤器等器件的管子，除内部传送高温高压蒸汽外，外壁还要承受炉膛火焰和高温烟气的作用，工作环境十分恶劣。通常，电站锅炉受热面高温部位即壁温高于620℃的部位选用奥氏体不锈钢钢管，而壁温低于620℃的部位选用铁素体不锈钢钢管，基于此，在两种不锈钢钢管接头的部位即产生了异种钢接头。

由于异种钢接头中存在化学成分、晶体组织和力学性能的不均匀性，因此，在高温使用过程中，很容易发生异种钢失效。其中，高温蠕变损伤是异种钢失效的主要失效模式之一。由于异种钢接头的寿命损耗与实际工况下的受热面壁温密切相关，例如，异种钢接头部位长期超温将会导致使用寿命大大降低、短期超温将会导致爆管等事故，造成巨大的损失，因此，如何准确计算出异种钢接头部位的壁温，是评估异种钢接头的安全状况以及使用寿命的主要手段之一。

中国专利CN106642059A公布了一种电站锅炉高温受热面安全性在线监测方法，其通过建立高温受热面壁温的稳态和非稳态计算模型，实现了高温管段壁温的在线计算。然而，该方法没有明确不同材料接头情况下导热系数变化以及内壁氧化皮的生成对壁温的影响，即其所建立的计算模型并不能精确计算异种钢接头部位的壁温，从而影响异种钢接头安全状况和使用寿命的评估结果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法和系统，以精确计算异种钢接头的壁温，提高异种钢接头的安全状况和使用寿命的评估精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电站锅炉异种钢接头部位的壁温监测方法，包括：

实时采集电站锅炉的运行参数；

根据所述运行参数计算出任一异种钢接头部位的最大热负荷、任一微元段的焓增、导热系数和内壁氧化皮的厚度；

根据所述最大热负荷、所述任一微元段的焓增、所述导热系数和所述内壁氧化皮的厚度计算出所述异种钢接头的壁温；

判断所述壁温是否超过预警壁温，若是，则发出超温警报。

优选的，计算所述异种钢接头部位的导热系数包括：

根据公式λ'＝λ₁-(h/s)*(λ₁-λ₂)计算所述异种钢接头部位的导热系数；

其中，λ'为所述异种钢接头的焊缝上下长度为S的区域的导热系数；h为距离所述焊缝的尺寸，λ₁、λ₂分别为构成所述异种钢接头的两种不同材料的钢管的导热系数。

优选的，计算所述异种钢接头部位的内壁氧化皮的厚度包括：

根据公式计算所述异种钢接头部位的内壁氧化皮的厚度；

其中，X为所述内壁氧化皮的厚度，T为集箱出口介质温度，t为所述电站锅炉的运行时间，ξ为修正系数。