[实用新型]有利于快速判断热力发电厂高温受热面是否超温的系统

说明书

本实用新型属于热力发电温控技术领域，特别涉及一种有利于快速判断热力发电厂高温受热面是否超温的系统，包括热力发电系统中的一个或多个内设有受热面的工作单元，各单元出口处的集箱或母管上独立连接有取样管道，取样管道延伸穿过冷却设备后，在取样管道上安装有氢气浓度检测装置，各取样管道上的氢气浓度检测装置分别系统连接于DCS控制系统。

技术领域

本实用新型属于热力发电温控技术领域，特别涉及一种有利于快速判断热力发电厂高温受热面是否超温的系统。

背景技术

我国是燃煤大国，随着以煤作为燃料的热力发电技术高速发展，锅炉受热面的温度越来越高，二次再热超超临界锅炉蒸汽最高温度已达到623℃，为到达更高的热力发电机效率，我国正在研究耐700℃的高温锅炉蒸汽管道。

锅炉运行过程中当受热面管材、给水异常变化影响受热面安全时最先从温度表现出来，所以快速、准确判断锅炉受热面是否超温非常重要，直接关系到锅炉的安全运行。但在锅炉运行过程中运行中，因为受热面较多，面积比较大，监测点更多，运行人员对锅炉受热面温度的监视不可能全面连续监视。

传统的受热面壁温监测装置为常规热传感器，检测到温度超过DCS设定值时报警系统触发,但热传感器不可能对锅炉受热面的每一个点进行监测，换言之，热传感器所测到的锅炉受热面壁温只能代表某个点的温度，并不能完全代表炉内实际壁温，因此存在检测不全面和信号延时的缺点。并且壁温监测系统工作环境恶劣，温度极高，容易烧坏测点，检修需停炉，但热力发电厂因为一个壁温监测点而停炉并不现实，这就导致了被烧坏的测点成为了监测盲点，对锅炉安全运行带来很大的隐患。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种有利于快速判断热力发电厂高温受热面是否超温的系统，包括水冷壁、一级过热器、末级过热器、一级再热器、末级再热器等内设有受热面的单元，各个内设有受热面的单元的出口处的集箱或母管上独立连接有取样管道，各取样管道分别延伸穿过冷却设备，各取样管道上分别安装有氢气浓度检测装置用于对取样管道中的氢气浓度进行检测，各氢气浓度检测装置分别系统连接于DCS控制系统(DCS控制系统中自带一套与每一路的氢气浓度检测装置独立系统连接的报警系统)，

从各单元的出口处输出的部分水或蒸汽(气化后的水，下同)，通过与该单元的出口处的集箱或母管相连接的取样管道先经冷却设备冷却，再流经安装于该取样管道上的氢气浓度检测装置，

氢气浓度检测装置包括氢气浓度检测仪。

现代高参数、大容量锅炉其蒸汽参数均在亚临界以上，而在高温条件下水蒸汽对金属表现为强氧化性，水分子与铁元素等其它金属元素发生氧化还原反应，称为蒸汽氧化，金属在高温高压水蒸汽环境中的蒸汽氧化反应方程式为：xM+yH₂O→MxOy+yH₂，现代高参数、大容量锅炉管材均为合金钢材质，金属中含有Cr等金属，锅炉受热面与高温高压水蒸汽的反应可以用如下化学方程式表示：

4H₂O+3Fe→Fe₃O₄+4H₂

Fe+2Cr+4H₂O→FeCr₂O₄+4H₂

可见，锅炉受热面会被高温高压水蒸汽氧化产生氢气，这部分氢气溶解在水中或与蒸汽混合，

根据相关理论，受热面的高温蒸汽氧化速率与温度呈一定的线性关系，温度越高，氧化速率越高，则蒸汽中氢量就越高，当温度平稳时反应速率一定，水或蒸汽中的溶解氢含量平稳，高温水或高温蒸汽溶解氢的含量对其通道温度的反映非常灵敏、迅速，因此可以通过监测锅炉各段受热面内蒸汽的氢含量的峰值变化，判断锅炉受热面是否超温或热负荷异常波动。