[发明专利]中低温烟气换热设备积灰腐蚀磨损状态可视化智能监测系统及其方法

说明书

一种中低温烟风换热设备积灰腐蚀磨损状态可视化智能监测系统及其方法，其特点是，采用实际烟风，贴合实际运行工况，能够调节进烟温度和风速，模拟整个烟风系统不同烟气温度和流速的工况，提供在线监测数据；电阻探针和电涡流传感器以监测换热管的换热、防腐、耐磨性能及积灰结焦等情况；基于卷积神经网络和监测探头状态图像的智能识别与分析模型以大量监测探头的现场图片和计算出的传热系数、积灰热阻、腐蚀速率和磨损率制作图像数据集，实现图像与换热管状态精准匹配；智能识别与分析模型采用卷积神经网络算法模型对图像进行像素级处理，精准识别状态图像特征，分析结果准确率高；以图像分析换热管传热系数、积灰热阻、腐蚀速率和磨损率。

技术领域

本发明涉及烟气余热回收利用技术领域，是一种中低温烟风换热设备积灰腐蚀磨损状态可视化智能监测系统及其方法。特别适用于电厂烟气换热器烟风换热系统在线监测。

背景技术

现有技术中，燃煤产生的大气污染日益严重，酸雨面积不断扩大。煤炭燃烧时除产生SO₂外，还生成少量SO₃、NO_X、HCL、HF等气体，由于烟气中含有水蒸汽，因此可在瞬间形成H₂SO₄、HCL、HF等强腐蚀性溶液。与此同时，含有烟尘的烟气高速穿过设备和管道，对装置的腐蚀和磨损相当严重。可见，烟气换热器在运行中处于强腐蚀性介质、湿热和高磨损的严酷环境中。烟气换热器表面的颗粒沉积物会增加热阻，降低传热效率，增加设备运行的不稳定性。由于运行环境恶劣，烟气换热器对材质的耐腐、耐磨、抑垢要求极为严格。烟气换热管材的材质或防护材料的选择对装置的使用寿命和成本影响很大，因此开发新型的耐腐、耐磨、抑垢换热器显得尤为重要。

为研究烟气换热器在烟风系统中的性能，目前通用的研究方法有三种：(1)直接在实际环境中进行性能监测，这种方法大大增加了实验周期且运行过程中无法停止，实验过程中可能对正常的生产运行产生影响；(2)搭建实验台模拟实际烟风系统和换热器工况，此方法并不能完全模拟出换热器实际的运行工况，会使实验结果产生误差；(3)在烟风系统上添加旁路，在旁路中搭建监测平台，利用现场实际烟风对换热器进行监测分析，此方法需设置大量传感器间接对换热器各项参数进行监测，无法直观反映换热器的耐腐、耐磨、抑垢性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是，提供一种结构合理，自动化程度高，成本低，能够对换热设备积灰腐蚀磨损状态实行在线可视化智能监测，监测准确的中低温烟气换热设备积灰腐蚀磨损状态可视化智能监测系统，并提供科学合理，适用性强，效果佳的中低温烟气换热设备积灰腐蚀磨损状态可视化智能监测方法。