锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法转让专利

申请号 : CN201510293991.1

文献号 : CN104913291B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 赵振宁张清峰李金晶李媛园

申请人 : 华北电力科学研究院有限责任公司国家电网公司

摘要 :

本发明提供了一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,涉及锅炉温度检测技术领域。方法包括:获取蒸汽受热面的入口蒸汽温度、入口蒸汽压力、出口蒸汽温度、出口蒸汽压力和入口烟气温度;确定入口蒸汽焓;确定待测长度处的假设蒸汽温度及待测长度处的蒸汽压力;确定入口烟气焓;确定待测长度处的烟气焓,并确定该待测长度处的烟气温度;确定该待测长度对应的第一传热温差;从而确定该待测长度处的蒸汽焓升;确定该待测长度处的蒸汽焓;根据待测长度处的蒸汽焓获取第二蒸汽温度;判断第二蒸汽温度与第一蒸汽温度的误差是否小于一预设误差阈值;若误差小于预设误差阈值,将第二蒸汽温度叠加一预设温度值,生成待测长度处的蒸汽受热面壁温。

权利要求 :

1.一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,包括:步骤101、获取蒸汽受热面的入口蒸汽温度、入口蒸汽压力、出口蒸汽温度、出口蒸汽压力和入口烟气温度;

步骤102、根据所述入口蒸汽温度和入口蒸汽压力确定入口蒸汽焓;

步骤103、根据蒸汽受热面的总管长以及所述入口蒸汽温度、出口蒸汽温度,确定距离蒸汽受热面的入口一待测长度处的第一蒸汽温度,并以所述第一蒸汽温度作为所述待测长度处的假设蒸汽温度;

步骤104、根据所述蒸汽受热面的总管长以及所述入口蒸汽压力、出口蒸汽压力,确定所述待测长度处的蒸汽压力;

步骤105、根据所述假设蒸汽温度和所述待测长度处的蒸汽压力确定所述待测长度处的蒸汽焓,并根据入口烟气温度确定入口烟气焓;

步骤106、根据所述入口蒸汽焓、待测长度处的蒸汽焓以及入口烟气焓确定所述待测长度处的烟气焓,并根据所述待测长度处的烟气焓确定该待测长度处的烟气温度;

步骤107、根据所述待测长度处的烟气温度、假设蒸汽温度、蒸汽受热面的入口烟气温度、入口蒸汽温度确定该待测长度对应的第一传热温差;

步骤108、根据所述第一传热温差、传热面积、蒸汽受热面管子传热系数以及热有效系数确定该待测长度处的蒸汽焓升;

步骤109、根据所述待测长度处的蒸汽焓升及所述入口蒸汽焓确定该待测长度处的蒸汽焓;

步骤110、根据所述待测长度处的蒸汽焓从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取第二蒸汽温度;

步骤111、判断所述第二蒸汽温度与所述第一蒸汽温度的误差是否小于一预设误差阈值;若所述误差大于等于所述预设误差阈值,以所述第二蒸汽温度替换所述假设蒸汽温度,并返回执行步骤105;

步骤112、若所述误差小于所述预设误差阈值,将所述第二蒸汽温度叠加一预设温度值,生成待测长度处的蒸汽受热面壁温。

2.根据权利要求1所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,在所述蒸汽受热面的入口处设有前置减温器时,所述入口蒸汽温度为前置减温器与入口联箱之间的混合蒸汽温度;在所述蒸汽受热面的入口处没有前置减温器时,所述入口蒸汽温度为入口联箱的入口处的蒸汽温度。

3.根据权利要求1所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,还包括:根据所述出口蒸汽温度和出口蒸汽压力确定出口蒸汽焓;

根据所述入口蒸汽焓和所述出口蒸汽焓计算蒸汽受热面内的蒸汽焓升ΔH:ΔH=H2-H1

其中,H2为所述出口蒸汽焓;H1为所述入口蒸汽焓。

4.根据权利要求3所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,还包括:获取蒸汽受热面的出口烟气温度;

根据所述出口烟气温度、入口烟气温度、出口蒸汽温度以及入口蒸汽温度计算一第二传热温差Δt:其中,Δtmin=θ1-t1,Δtmax=θ2-t2;或者,Δtmax=θ1-t1,Δtmin=θ2-t2;其中,Δtmax大于Δtmin;θ1为所述入口烟气温度、t1为入口蒸汽温度、θ2为出口烟气温度、t2为出口蒸汽温度。

5.根据权利要求4所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,还包括:获取蒸汽受热面的受热面积和热有效系数;

根据所述蒸汽受热面内的蒸汽焓升、第二传热温差、蒸汽受热面的受热面积和热有效系数计算所述蒸汽受热面管子传热系数K:其中,ΔH为所述蒸汽受热面内的蒸汽焓升;A为所述蒸汽受热面的受热面积;Δt为所述第二传热温差;ζ为所述热有效系数。

6.根据权利要求1所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,所述根据蒸汽受热面的总管长以及所述入口蒸汽温度、出口蒸汽温度,确定距离蒸汽受热面的入口一待测长度处的第一蒸汽温度,包括:通过公式:

计算所述第一蒸汽温度tl;

其中,t1为所述入口蒸汽温度;t2为所述出口蒸汽温度;L为所述蒸汽受热面的总管长;l为所述待测长度。

7.根据权利要求6所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,所述根据所述蒸汽受热面的总管长以及所述入口蒸汽压力、出口蒸汽压力,确定所述待测长度处的蒸汽压力,包括:通过公式:

计算所述待测长度处的蒸汽压力pl;

其中,p1为所述入口蒸汽压力;p2为所述出口蒸汽压力。

8.根据权利要求7所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,所述根据所述假设蒸汽温度和所述待测长度处的蒸汽压力确定所述待测长度处的蒸汽焓,并根据入口烟气温度确定入口烟气焓,包括:根据所述假设蒸汽温度和所述待测长度处的蒸汽压力从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取所述待测长度处的蒸汽焓;

根据所述入口烟气温度从存储有烟气热力特征数据的数据库中获取所述入口烟气焓。

9.根据权利要求8所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,所述根据所述入口蒸汽焓、待测长度处的蒸汽焓以及入口烟气焓确定所述待测长度处的烟气焓,并根据所述待测长度处的烟气焓确定该待测长度处的烟气温度,包括:根据所述入口蒸汽焓、待测长度处的蒸汽焓以及入口烟气焓确定所述待测长度处的烟气焓hl:hl=H1+h1-Hl

其中,H1为所述入口蒸汽焓;h1为所述入口烟气焓;Hl所述待测长度处的蒸汽焓;

根据所述待测长度处的烟气焓从存储有烟气热力特征数据的数据库中获取所述待测长度处的烟气温度。

10.根据权利要求9所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,所述根据所述待测长度处的烟气温度、假设蒸汽温度、蒸汽受热面的入口烟气温度、入口蒸汽温度确定该待测长度对应的第一传热温差,包括:根据公式:

计算所述第一传热温差Δtl;

其中,Δt′min=θ1-t1,Δt′max=θl-tl;或者,Δt′max=θ1-t1,Δt′min=θl-tl;其中,Δt′max大于Δt′min;θ1为所述入口烟气温度、t1为入口蒸汽温度、θl为所述待测长度处的烟气温度、tl为所述第一蒸汽温度。

11.根据权利要求10所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,所述根据所述第一传热温差、传热面积、蒸汽受热面管子传热系数以及热有效系数确定该待测长度处的蒸汽焓升,包括:根据公式:

ΔHl=K·Al·Δtl·ζ

计算所述待测长度处的蒸汽焓升ΔHl;其中,K为所述蒸汽受热面管子传热系数;Al为所述传热面积;Δtl为所述第一传热温差;ζ为所述热有效系数。

12.根据权利要求11所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,其特征在于,所述根据所述待测长度处的蒸汽焓升及所述入口蒸汽焓确定该待测长度处的蒸汽焓,包括:根据公式:Hl=H1+ΔHl计算所述待测长度处的蒸汽焓Hl。

说明书 :

锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及锅炉温度检测技术领域,尤其涉及锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法。

背景技术

[0002] 随着锅炉温度的提高,当前对于锅炉运行安全的需求也越来越大,而炉内锅炉管的蒸汽受热面的选材就直接影响锅炉的运行安全。一般地,蒸汽受热面内工质温度越高,选用的耐热钢材等级也需要越高,当然相应的制造成本也越高。为了控制制造成本,当前一般会根据工作条件下的炉内锅炉管的管壁温度,采用温度高于管壁温度的最低等级钢材。然而,由于实际运行工况与设计计算工况存在偏差,容易出现受热面钢材等级偏低,蒸汽受热面爆管的事故。
[0003] 为了避免炉内锅炉管的蒸汽受热面出现爆管,当前需要对炉内锅炉管的蒸汽受热面进行监测。如图1所示,当前的监测方式是采用一种炉内锅炉管长寿命壁温测量装置,其包括紧固在锅炉管外壁11上的热电偶保护管12,与热工端子箱16相连接的热电偶14自热电偶保护管12一端穿入、另一端伸出,伸出的热电偶14即热电偶测温端,通过热电偶测温端装置13紧固在锅炉管外壁11上以进行炉内锅炉管的蒸汽受热面的测温。
[0004] 然而,由于高温锅炉内环境恶劣,热电偶保护管若破损,热电偶也会很快失效,测量结果将受到影响;并且由于热电偶的安装限制以及热电偶保护管会减弱蒸汽受热面的管壁换热,壁温测点位置不能过于深入炉内,使得当前仅能测量蒸汽受热面一小部分的壁温,难以获得同一蒸汽受热面不同位置的壁温数据。可见,当前的锅炉蒸汽受热面壁温的监测方式不准确,且难以监测蒸汽受热面不同位置的壁温数据。

发明内容

[0005] 本发明的实施例提供一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,以解决当前的锅炉蒸汽受热面壁温的监测方式不准确,且难以监测蒸汽受热面不同位置的壁温数据的问题。
[0006] 为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0007] 一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,包括:
[0008] 步骤101、获取蒸汽受热面的入口蒸汽温度、入口蒸汽压力、出口蒸汽温度、出口蒸汽压力和入口烟气温度;
[0009] 步骤102、根据所述入口蒸汽温度和入口蒸汽压力确定入口蒸汽焓;
[0010] 步骤103、根据蒸汽受热面的总管长以及所述入口蒸汽温度、出口蒸汽温度,确定距离蒸汽受热面的入口一待测长度处的第一蒸汽温度,并以所述第一蒸汽温度作为所述待测长度处的假设蒸汽温度;
[0011] 步骤104、根据所述蒸汽受热面的总管长以及所述入口蒸汽压力、出口蒸汽压力,确定所述待测长度处的蒸汽压力;
[0012] 步骤105、根据所述假设蒸汽温度和所述待测长度处的蒸汽压力确定所述待测长度处的蒸汽焓,并根据入口烟气温度确定入口烟气焓;
[0013] 步骤106、根据所述入口蒸汽焓、待测长度处的蒸汽焓以及入口烟气焓确定所述待测长度处的烟气焓,并根据所述待测长度处的烟气焓确定该待测长度处的烟气温度;
[0014] 步骤107、根据所述待测长度处的烟气温度、假设蒸汽温度、蒸汽受热面的入口烟气温度、入口蒸汽温度确定该待测长度对应的第一传热温差;
[0015] 步骤108、根据所述第一传热温差、传热面积、蒸汽受热面管子传热系数以及热有效系数确定该待测长度处的蒸汽焓升;
[0016] 步骤109、根据所述待测长度处的蒸汽焓升及所述入口蒸汽焓确定该待测长度处的蒸汽焓;
[0017] 步骤110、根据所述待测长度处的蒸汽焓从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取第二蒸汽温度;
[0018] 步骤111、判断所述第二蒸汽温度与所述第一蒸汽温度的误差是否小于一预设误差阈值;若所述误差大于等于所述预设误差阈值,以所述第二蒸汽温度替换所述假设蒸汽温度,并返回执行步骤105;
[0019] 步骤112、若所述误差小于所述预设误差阈值,将所述第二蒸汽温度叠加一预设温度值,生成待测长度处的蒸汽受热面壁温。
[0020] 具体的,在所述蒸汽受热面的入口处设有前置减温器时,所述入口蒸汽温度为前置减温器与入口联箱之间的混合蒸汽温度;在所述蒸汽受热面的入口处没有前置减温器时,所述入口蒸汽温度为入口联箱的入口处的蒸汽温度。
[0021] 进一步的,所述锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,还包括:
[0022] 根据所述出口蒸汽温度和出口蒸汽压力确定出口蒸汽焓;
[0023] 根据所述入口蒸汽焓和所述出口蒸汽焓计算蒸汽受热面内的蒸汽焓升ΔH:
[0024] ΔH=H2-H1
[0025] 其中,H2为所述出口蒸汽焓;H1为所述入口蒸汽焓。
[0026] 此外,所述锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,还包括:
[0027] 获取蒸汽受热面的出口烟气温度;
[0028] 根据所述出口烟气温度、入口烟气温度、出口蒸汽温度以及入口蒸汽温度计算一第二传热温差Δt:
[0029]
[0030] 其中,Δtmin=θ1-t1,Δtmax=θ2-t2;或者,Δtmax=θ1-t1,Δtmin=θ2-t2;其中,Δtmax大于Δtmin;θ1为所述入口烟气温度、t1为入口蒸汽温度、θ2为出口烟气温度、t2为出口蒸汽温度。
[0031] 进一步的,所述的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,还包括:
[0032] 获取蒸汽受热面的受热面积和热有效系数;
[0033] 根据所述蒸汽受热面内的蒸汽焓升、第二传热温差、蒸汽受热面的受热面积和热有效系数计算所述蒸汽受热面管子传热系数K:
[0034]
[0035] 其中,ΔH为所述蒸汽受热面内的蒸汽焓升;A为所述蒸汽受热面的受热面积;Δt为所述第二传热温差;ζ为所述热有效系数。
[0036] 具体的,所述根据蒸汽受热面的总管长以及所述入口蒸汽温度、出口蒸汽温度,确定距离蒸汽受热面的入口一待测长度处的第一蒸汽温度,包括:
[0037] 通过公式:
[0038]
[0039] 计算所述第一蒸汽温度tl;
[0040] 其中,t1为所述入口蒸汽温度;t2为所述出口蒸汽温度;L为所述蒸汽受热面的总管长;l为所述待测长度。
[0041] 具体的,所述根据所述蒸汽受热面的总管长以及所述入口蒸汽压力、出口蒸汽压力,确定所述待测长度处的蒸汽压力,包括:
[0042] 通过公式:
[0043]
[0044] 计算所述待测长度处的蒸汽压力pl;
[0045] 其中,p1为所述入口蒸汽压力;p2为所述出口蒸汽压力。
[0046] 具体的,所述根据所述假设蒸汽温度和所述待测长度处的蒸汽压力确定所述待测长度处的蒸汽焓,并根据入口烟气温度确定入口烟气焓,包括:
[0047] 根据所述假设蒸汽温度和所述待测长度处的蒸汽压力从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取所述待测长度处的蒸汽焓;
[0048] 根据所述入口烟气温度从存储有烟气热力特征数据的数据库中获取所述入口烟气焓。
[0049] 具体的,所述根据所述入口蒸汽焓、待测长度处的蒸汽焓以及入口烟气焓确定所述待测长度处的烟气焓,并根据所述待测长度处的烟气焓确定该待测长度处的烟气温度,包括:
[0050] 根据所述入口蒸汽焓、待测长度处的蒸汽焓以及入口烟气焓确定所述待测长度处的烟气焓hl:
[0051] hl=H1+h1-Hl
[0052] 其中,H1为所述入口蒸汽焓;h1为所述入口烟气焓;Hl所述待测长度处的蒸汽焓;
[0053] 根据所述待测长度处的烟气焓从存储有烟气热力特征数据的数据库中获取所述待测长度处的烟气温度。
[0054] 具体的,所述根据所述待测长度处的烟气温度、假设蒸汽温度、蒸汽受热面的入口烟气温度、入口蒸汽温度确定该待测长度对应的第一传热温差,包括:
[0055] 根据公式:
[0056]
[0057] 计算所述第一传热温差Δtl;
[0058] 其中,Δt′min=θ1-t1,Δt′max=θl-tl;或者,Δt′max=θ1-t1,Δt′min=θl-tl;其中,Δt′max大于Δt′min;θ1为所述入口烟气温度、t1为入口蒸汽温度、θl为所述待测长度处的烟气温度、tl为所述第一蒸汽温度。
[0059] 具体的,所述根据所述第一传热温差、传热面积、蒸汽受热面管子传热系数以及热有效系数确定该待测长度处的蒸汽焓升,包括:
[0060] 根据公式:
[0061] ΔHl=K·Al·Δtl·ζ
[0062] 计算所述待测长度处的蒸汽焓升ΔHl;其中,K为所述蒸汽受热面管子传热系数;Al为所述传热面积;Δtl为所述第一传热温差;ζ为所述热有效系数。
[0063] 具体的,所述根据所述待测长度处的蒸汽焓升及所述入口蒸汽焓确定该待测长度处的蒸汽焓,包括:
[0064] 根据公式:Hl=H1+ΔHl计算所述待测长度处的蒸汽焓Hl。
[0065] 本发明实施例提供的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,无需在高温锅炉内增加测量设备,通过蒸汽受热面入口和出口的压力和温度测点数据即可计算得到距离蒸汽受热面入口处的待测长度处的蒸汽受热面壁温,能够较为便捷的获取蒸汽受热面不同位置的壁温数据,避免了当前的锅炉蒸汽受热面壁温的监测方式不准确,且难以监测蒸汽受热面不同位置的壁温数据的问题。

附图说明

[0066] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0067] 图1为现有技术中的炉内锅炉管长寿命壁温测量装置的热电偶安装示意图;
[0068] 图2为本发明实施例提供的一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法的流程图一;
[0069] 图3为本发明实施例提供的锅炉蒸汽受热面结构的示意图一;
[0070] 图4为本发明实施例提供的锅炉蒸汽受热面结构的示意图二;
[0071] 图5为本发明实施例提供的一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法的流程图二。

具体实施方式

[0072] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0073] 如图2所示,本发明实施例提供的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,包括:
[0074] 步骤101、获取蒸汽受热面的入口蒸汽温度、入口蒸汽压力、出口蒸汽温度、出口蒸汽压力和入口烟气温度。
[0075] 步骤102、根据入口蒸汽温度和入口蒸汽压力确定入口蒸汽焓。
[0076] 步骤103、根据蒸汽受热面的总管长以及入口蒸汽温度、出口蒸汽温度,确定距离蒸汽受热面的入口一待测长度处的第一蒸汽温度,并以第一蒸汽温度作为待测长度处的假设蒸汽温度。
[0077] 步骤104、根据蒸汽受热面的总管长以及入口蒸汽压力、出口蒸汽压力,确定待测长度处的蒸汽压力。
[0078] 步骤105、根据假设蒸汽温度和待测长度处的蒸汽压力确定待测长度处的蒸汽焓,并根据入口烟气温度确定入口烟气焓。
[0079] 步骤106、根据入口蒸汽焓、待测长度处的蒸汽焓以及入口烟气焓确定待测长度处的烟气焓,并根据待测长度处的烟气焓确定该待测长度处的烟气温度。
[0080] 步骤107、根据待测长度处的烟气温度、假设蒸汽温度、蒸汽受热面的入口烟气温度、入口蒸汽温度确定该待测长度对应的第一传热温差。
[0081] 步骤108、根据第一传热温差、传热面积、蒸汽受热面管子传热系数以及热有效系数确定该待测长度处的蒸汽焓升。
[0082] 步骤109、根据待测长度处的蒸汽焓升及入口蒸汽焓确定该待测长度处的蒸汽焓。
[0083] 步骤110、根据待测长度处的蒸汽焓从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取第二蒸汽温度。
[0084] 步骤111、判断第二蒸汽温度与第一蒸汽温度的误差是否小于一预设误差阈值。
[0085] 步骤112、若误差小于预设误差阈值,将第二蒸汽温度叠加一预设温度值,生成待测长度处的蒸汽受热面壁温。
[0086] 步骤113、若误差大于等于预设误差阈值,以第二蒸汽温度替换假设蒸汽温度,并返回执行步骤105。
[0087] 本发明实施例提供的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,无需在高温锅炉内增加测量设备,通过蒸汽受热面入口和出口的压力和温度测点数据即可计算得到距离蒸汽受热面入口处的待测长度处的蒸汽受热面壁温,能够较为便捷的获取蒸汽受热面不同位置的壁温数据,避免了当前的锅炉蒸汽受热面壁温的监测方式不准确,且难以监测蒸汽受热面不同位置的壁温数据的问题。
[0088] 值得说明的是,本发明实施例提供的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法的应用场景为一锅炉蒸汽受热面结构,其简易结构如图3所示,较为完整的结构如图4所示。
[0089] 如图3所示,该锅炉蒸汽受热面结构包括:锅炉炉墙21、蒸汽受热面管22,在蒸汽受热面管22的入口和出口分别连接有入口联箱23和出口联箱24,在该入口联箱23外还可以设置有前置减温器25,当然,也可以不设置前置减温器25。,值得说明的是,若在蒸汽受热面的入口处设有前置减温器,入口蒸汽温度应为前置减温器与入口联箱之间的混合蒸汽温度;若在蒸汽受热面的入口处没有前置减温器,则入口蒸汽温度可以为入口联箱的入口处的蒸汽温度。
[0090] 如图4所示,该锅炉蒸汽受热面结构包括:汽水分离器31、贮水箱32、中间混合集箱33、启动循环泵34、上部垂直水冷壁35、下部螺旋水冷壁36、过热器分隔屏37、末级过热器
38、末级再热器39、立式低温再热器40、水平低温再热器41、立式低温过热器42、水平低温过热器43、省煤器44、省煤器出口灰斗45、脱硝装置46、预热器入口烟道47、空气预热器48、燃烧器喷口49、燃烧器大风箱50、燃烧器SOFA风喷口51。
[0091] 在上述锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法中,该出口蒸汽温度应是该蒸汽受热面的出口混合蒸汽温度。
[0092] 另外,该第二蒸汽温度叠加的预设温度值一般可以是根据工程经验预先设置,例如,该预设温度值可以为25℃、30℃或35℃,但不仅局限于此。
[0093] 为了使本领域的技术人员更好的了解本发明,下面列举一个更为详细的实施例,如图5所示,本发明实施例提供的一种锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,包括:
[0094] 步骤201、获取蒸汽受热面的入口蒸汽温度、入口蒸汽压力、出口蒸汽温度、出口蒸汽压力、入口烟气温度及出口烟气温度。
[0095] 此处,可以根据省煤器前的烟气温度确定该入口烟气温度及出口烟气温度;或者,根据空气预热器前后的烟气温度来确定该入口烟气温度及出口烟气温度。
[0096] 步骤202、根据入口蒸汽温度和入口蒸汽压力确定入口蒸汽焓,并根据出口蒸汽温度和出口蒸汽压力确定出口蒸汽焓。
[0097] 具体的,可以根据入口蒸汽温度和入口蒸汽压力从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取入口蒸汽焓。同样的,可以根据出口蒸汽温度和出口蒸汽压力从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取入口蒸汽焓。
[0098] 步骤203、根据入口蒸汽焓和出口蒸汽焓计算蒸汽受热面内的蒸汽焓升ΔH。
[0099] 具体可以通过如下公式来实现:
[0100] ΔH=H2-H1
[0101] 其中,H2为出口蒸汽焓;H1为入口蒸汽焓。
[0102] 步骤204、根据出口烟气温度、入口烟气温度、出口蒸汽温度以及入口蒸汽温度计算一第二传热温差Δt。
[0103]
[0104] 其中,Δtmin=θ1-t1,Δtmax=θ2-t2;或者,Δtmax=θ1-t1,Δtmin=θ2-t2;其中,Δtmax大于Δtmin;θ1为入口烟气温度、t1为入口蒸汽温度、θ2为出口烟气温度、t2为出口蒸汽温度。
[0105] 步骤205、获取蒸汽受热面的受热面积和热有效系数。
[0106] 具体的,该蒸汽受热面的受热面积可以通过蒸汽受热面管的外径和长度计算获得。该热有效系数是指蒸汽受热面管实际吸收的热量与投射到管表面的热量的比值,与蒸汽受热面的位置、蒸汽受热面布置方式和沾污情况有关,在工程中该热有效系数可以预先设置。
[0107] 步骤206、根据蒸汽受热面内的蒸汽焓升、第二传热温差、蒸汽受热面的受热面积和热有效系数计算蒸汽受热面管子传热系数K。
[0108]
[0109] 其中,ΔH为蒸汽受热面内的蒸汽焓升;A为蒸汽受热面的受热面积;Δt为第二传热温差;ζ为热有效系数。
[0110] 步骤207、根据蒸汽受热面的总管长以及入口蒸汽温度、出口蒸汽温度,确定距离蒸汽受热面的入口一待测长度处的第一蒸汽温度,并以第一蒸汽温度作为待测长度处的假设蒸汽温度。
[0111] 此处,可以通过公式:
[0112]
[0113] 计算第一蒸汽温度tl。
[0114] 其中,t1为入口蒸汽温度;t2为出口蒸汽温度;L为蒸汽受热面的总管长;l为待测长度。
[0115] 步骤208、根据蒸汽受热面的总管长以及入口蒸汽压力、出口蒸汽压力,确定待测长度处的蒸汽压力。
[0116] 此处,可以通过公式:
[0117]
[0118] 计算待测长度处的蒸汽压力pl;
[0119] 其中,p1为入口蒸汽压力;p2为出口蒸汽压力。
[0120] 步骤209、根据假设蒸汽温度和待测长度处的蒸汽压力从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取待测长度处的蒸汽焓。
[0121] 步骤210、根据入口烟气温度从存储有烟气热力特征数据的数据库中获取入口烟气焓。
[0122] 步骤211、根据入口蒸汽焓、待测长度处的蒸汽焓以及入口烟气焓确定待测长度处的烟气焓hl。
[0123] hl=H1+h1-Hl
[0124] 其中,H1为入口蒸汽焓;h1为入口烟气焓;Hl待测长度处的蒸汽焓。此处的hl=H1+h1-Hl是根据能量守恒关系获得,即烟气放热等于蒸汽吸热。
[0125] 步骤212、根据待测长度处的烟气焓从存储有烟气热力特征数据的数据库中获取待测长度处的烟气温度。
[0126] 步骤213、根据待测长度处的烟气温度、假设蒸汽温度、蒸汽受热面的入口烟气温度、入口蒸汽温度确定该待测长度对应的第一传热温差。
[0127] 此处,可以根据公式:
[0128]
[0129] 计算第一传热温差Δtl。
[0130] 其中,Δt′min=θ1-t1,Δt′max=θl-tl;或者,Δt′max=θ1-t1,Δt′min=θl-tl;其中,Δt′max大于Δt′min;θ1为入口烟气温度、t1为入口蒸汽温度、θl为待测长度处的烟气温度、tl为第一蒸汽温度。
[0131] 步骤214、根据第一传热温差、传热面积、蒸汽受热面管子传热系数以及热有效系数确定该待测长度处的蒸汽焓升。
[0132] 此处,可以根据公式:
[0133] ΔHl=K·Al·Δtl·ζ
[0134] 计算待测长度处的蒸汽焓升ΔHl;其中,K为蒸汽受热面管子传热系数;Al为传热面积;Δtl为第一传热温差;ζ为热有效系数。
[0135] 步骤215、根据待测长度处的蒸汽焓升及入口蒸汽焓确定该待测长度处的蒸汽焓。
[0136] 此处,可以根据公式:Hl=H1+ΔHl计算待测长度处的蒸汽焓Hl。
[0137] 步骤216、根据待测长度处的蒸汽焓从存储有水蒸汽热力特征数据的数据库中获取第二蒸汽温度。
[0138] 步骤217、判断第二蒸汽温度与第一蒸汽温度的误差是否小于一预设误差阈值。
[0139] 若误差大于等于预设误差阈值,执行步骤218。若误差小于预设误差阈值,执行步骤219。
[0140] 步骤218、以第二蒸汽温度替换假设蒸汽温度。在步骤218之后,返回执行步骤209。
[0141] 步骤219、将第二蒸汽温度叠加一预设温度值,生成待测长度处的蒸汽受热面壁温。
[0142] 预设温度值一般可以是根据工程经验预先设置,例如,该预设温度值可以为25℃、30℃或35℃,但不仅局限于此。
[0143] 本发明实施例提供的锅炉蒸汽受热面壁温的检测方法,无需在高温锅炉内增加测量设备,通过蒸汽受热面入口和出口的压力和温度测点数据即可计算得到距离蒸汽受热面入口处的待测长度处的蒸汽受热面壁温,能够较为便捷的获取蒸汽受热面不同位置的壁温数据,避免了当前的锅炉蒸汽受热面壁温的监测方式不准确,且难以监测蒸汽受热面不同位置的壁温数据的问题。
[0144] 本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0145] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0146] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0147] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0148] 本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。