[发明专利]测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法

说明书

本发明公开了一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法，包括控制器、用于检测受热面周围热流密度的若干热流计、用于检测锅炉入口集箱前受热面入口蒸汽参数的第一测量元件、用于检测锅炉出口集箱后受热面出口蒸汽参数的第二测量元件以及用于检测出口集箱前各受热面出口管外壁温度的测温元件，各热流计的顶端均穿过锅炉水冷壁的侧壁，且各热流计的顶端均设置有若干测量块，测温元件、第一测量元件、第二测量元件及各热流计均与控制器相连接，该系统及方法能够准确测量锅炉炉内热流密度，掌握炉内壁管温度，以监督锅炉安全运行。

技术领域

本发明属于锅炉技术领域，涉及一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法。

背景技术

推进煤炭清洁高效利用，是我国能源领域的重点。为了提高发电效率，提升火力发电机组参数是关键。但随着参数的提高，锅炉炉内材料，已越来越成为限制主汽温度提升的主要因素，各种材料的选择越来越接近其使用极限温度。防止炉内材料超温，是保证锅炉安全稳定运行的关键。

因此，必须准确掌握锅炉炉内管壁温。炉内管不像炉外管，后者的壁温可以通过加装壁温测量热电偶直接测量，非常简单；但如果前者也直接使用壁温测量热电偶，其结果是会迅速被烧坏。铠装热电偶虽然相对耐用，但是也无法深入锅炉太长距离，而且测量的数据跟实际壁温差异巨大。为了满足炉内管壁温测量需求，也发展出了通过加装集热块、将热电偶设在集热块当中，并将导线沿管壁铺设等测量方法，但是集热块的温度与管壁真实壁温往往存在一定的差异，而且被烧坏的风险仍然较高。因此，这种炉内管壁温测量方法，仅在靠近炉内管出、入口的位置有布置，而在其他位置、尤其是更加靠近火焰的中部位置，则难以使用。

由于炉内管壁温的直接测量存在困难，因此可以通过测量热流密度、以及炉内管进出口的蒸汽参数，计算得到炉内管壁温。但是目前的热流密度测量元件，一般只能测量水冷壁上的热流密度，而难以深入炉内测量炉内管的热流密度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统及方法，该系统及方法能够准确测量锅炉炉内热流密度，掌握炉内壁管温度，以监督锅炉安全运行。

为达到上述目的，本发明所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统包括控制器、用于检测受热面周围热流密度的若干热流计、用于检测锅炉入口集箱前受热面入口蒸汽参数的第一测量元件、用于检测锅炉出口集箱后受热面出口蒸汽参数的第二测量元件以及用于检测出口集箱前各受热面出口管外壁温度的测温元件；

热流计设置于锅炉水冷壁上，其中，各热流计的顶端均穿过锅炉水冷壁的侧壁，且各热流计的顶端均设置有若干测量块，测温元件、第一测量元件、第二测量元件及各热流计均与控制器相连接。

各热流计均包括长探杆筒体，长探杆筒体的外壁上设置有耐火隔热层，长探杆筒体的顶端穿过锅炉水冷壁伸入到锅炉内，各测量块位于长探杆筒体的顶端。

当热流计用于测量受热面中水平管周围的热流密度时，各测量块分别设置于长探杆筒体顶端的端面、上部及底部上。

当热流计用于测量受热面中竖直管周向的热流密度时，则测量块设置于长探杆筒体顶端的端面上，且测量块的数目为一个。

各测量块经数据线及数据采集仪与控制器相连接。

还包括水冷机及进出水管，长探杆筒体通过进出水管与水冷机相连通。

还包括导轨及滑块，其中，滑块固定于长探杆筒体的尾部，导轨固定于锅炉水冷壁上，滑块与导轨相配合，锅炉水冷壁上设置有用于供长探杆筒体穿过的测孔。

还包括用于封闭所述测孔的密封板。

在各测量位置处，热流计的数目均大于等于3，且各热流计沿受热面自上到下依次分布。