[发明专利]生物质燃料锅炉热交换管寿命的评估装置及方法

摘要

本发明公开了一种生物质燃料锅炉热交换管寿命的评估装置及方法，本装置由管道测厚仪、温度传感器、云服务平台、可视交互平台组成，管道测厚仪和温度传感器与云服务平台连接；云服务平台具有数据计算、比对和存储的功能，并将计算结果传送到可视交互平台；可视交互平台提供曲线、三维成型、打印、寿命期限预警服务。本方法通过本装置确定热交换管种类，云服务平台分别对过热器管、省煤器管或水冷壁管的剩余寿命进行计算，可视交互平台输出热交换管剩余寿命的计算结果，并发出剩余寿命预警信号，提供剩余寿命控制措施及生物质燃料锅炉热交换管检修作业计划。本装置及方法实现热交换管寿命的定量评估和定期监控，确保锅炉安全可靠运行。

主权项

1.一种生物质燃料锅炉热交换管寿命的评估装置的评估方法，其特征在于：所述评估装置包括管道测厚仪、温度传感器、云服务平台和可视交互平台，所述管道测厚仪和温度传感器分别检测热交换管壁厚和被测壁厚处的烟气温度，并且检测数据经有线网络或无线网络传输至所述云服务平台，所述云服务平台内置锅炉运行期间炉内烟气温度分布数据，所述云服务平台与可视交互平台通讯连接，所述可视交互平台根据需求提供曲线、三维成型、打印、寿命期限预警服务；所述评估方法包括如下步骤：步骤一、在锅炉停炉检修期间，采用管道测厚仪检测锅炉热交换管壁厚尺寸并传输至云服务平台；步骤二、由温度传感器检测锅炉运行时被测热交换管壁厚处的烟气温度并传输至云服务平台，云服务平台调用锅炉运行期间炉内烟气温度分布数据并依据被测热交换管壁厚处的烟气温度判断该被测热交换管是过热器管、省煤器管或水冷壁管；步骤三、如判断为过热器管，考虑壁厚减薄和高温蠕变共同作用的情况下，按式(1)计算过热器管的剩余寿命，式(1)中，t_过为壁厚减薄和高温蠕变共同作用下的剩余寿命，K为管壁厚度减薄率，n为应力敏感性，t_r为蠕变断裂寿命，其中：管壁厚度减薄率K按式(2)计算，式(2)中，δ为管壁初始厚度，δ_f为管壁最终厚度，τ_op为管子运行时间；步骤四、如判断为省煤器管，按式(3)计算省煤器管的剩余寿命，式(3)中，t_省为省煤器管剩余寿命，D为管子原始外径，σ_y为钢材蠕变温度下的最低强度，p为管内工作压力，δ₂为当前测得的管壁厚度，K为管壁厚度减薄率，其中：式(4)中，δ₁为前次测得的管壁厚度，H为前次与当前管壁测厚之间的时间；步骤五、如判断为水冷壁管，在评估水冷壁管的剩余寿命时，如果其管壁金属温度未超过材料的蠕变温度，则按常温强度校核理论进行剩余寿命的计算，具体计算方法同省煤器管剩余寿命一致，按壁厚减薄率进行评估预测；如果其管壁金属温度超过材料的蠕变温度，则需考虑高温蠕变对寿命的影响，计算方法与过热器管剩余寿命计算一致；步骤六、可视交互平台以曲线和/或三维造型输出热交换管剩余寿命的计算结果，并发出剩余寿命预警信号，提供剩余寿命控制措施及生物质燃料锅炉热交换管检修作业计划。