[发明专利]锅炉受热管爆漏过程运行状态评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电厂热能动力工程领域，涉及到一种锅炉受热管爆漏过程运行状态评估方法，特别适用于锅炉再热器受热管，该方法根据运行参数评估受热管爆口以外管段的超温幅度、时间和位置，以及爆口的发展过程。

背景技术

再热器是电厂锅炉的主要受热面之一，由于管材缺陷、异物堵塞、蒸汽和烟气参数分布偏差、吹灰不当以及管内积盐等原因，电厂锅炉再热器的爆漏事故时有发生，这类事故发生后，发电机组不得不停下来消缺，使可利用率降低。再热器受热管一旦发生爆漏即无法逆转，开始时爆口很小，泄漏量不大，随着爆口的发展，泄漏流量逐渐增大，由于再热汽压力较高，气流冲击力大，发生爆漏的受热管会对周围的受热管造成损害，使附近受热管的管壁减薄，引起二次泄漏，爆管事故分析表明，大多数发生泄漏的受热管是被邻近爆漏管吹损所致；在现有的监测水平下，在一次再热器泄漏事故中，包括原始泄漏管及吹损管在内，总计需要更换的受热管大多在10～15根左右，这些受热管受到的损伤情况各异，有的受热管局部爆开或减薄，有的受热管发生明显过热，由于每根受热管长度达到几十米，检修时，需要对爆口以外的管段进行检查和测厚，以确定更换的范围。

受热管爆漏之后，对于现场来说，最重要的是确认和更换已经损伤的受热管，使机组尽快投入运行，因此，受热管爆漏发生后，在技术人员寻找和确认需要更换的受热管的过程中，较为关注如下问题：受热管爆漏过程中，哪些管段在爆管过程中容易超温？爆漏受热管的下游管段的超温幅度如何？爆口是怎样发展的？随着爆口的发展，管段内蒸汽温度分布在爆漏过程中如何变化？由于对这些问题缺乏了解，目前的爆管抢修工作有很大盲目性，爆管抢修时，将局部管段更换成新管段，点火运行后，经常在其它部位反复爆开，这是最困扰抢修工作的事，发生这种状况的主要原因是，一是吹扫减薄管的检查不彻底，二是泄漏管爆口下游管段过热检查不彻底。

抢修工作的核心是确定哪些管段需要更换，因此，评估受热管在事故中的运行状态，尤其是评估爆漏过程中管内蒸汽流量和温度变化以及超温幅度是一件重要的工作，它能够帮助检修人员寻找和确定需要更换的管段，给爆管抢修工作提供指导性方向，但目前现有的文献和专利中，还未见有涉及这方面的问题。

发明内容

为满足爆管抢修工作的需要，本发明提供一种锅炉受热管爆漏过程运行状态评估方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种锅炉受热管爆漏过程运行状态评估方法，即通过采集受热管进、出口集箱的蒸汽压力、温度以及受热管出口温度测点处数据变化，将受热管离散化为n个管段，其中弯头、联箱进、出口直接作为管段处理，然后根据前一管段入口蒸汽压力、焓计算后一管段的入口蒸汽压力、焓，并以此推算得到受热管其它管段上的参数；

然后将受热管泄漏分为三个阶段：未泄漏阶段、爆口未充分发展和爆口充分发展阶段；

针对第二阶段进行评估，此时有两种情况，即第一种根据进口集箱蒸汽压力、温度以及出口集箱的蒸汽压力，对不同爆口面积的受热管评估以及第二种根据受热管出口温度测点的测量数据评估爆口大小；

当爆口面积过大，泄漏进入第三阶段，此时无法采用第二阶段的方法对不同爆口面积的受热管进行评估，第三阶段是根据进口集箱和出口集箱的蒸汽压力和温度，进行不同泄漏面积下受热管运行状态的评估，并结合第二阶段对不同爆口面积的受热管的评估结果，给出危险的爆口面积范围，爆口面积在此范围内的受热管容易发生过热，易过热的管段位于受热管出口或进入爆口之前的管段。

所述进口集箱和出口集箱的蒸汽压力和温度已知，在这种条件下，对于受热管泄漏的第二阶段，对不同爆口面积的受热管，评估的步骤为：

①假设受热管入口蒸汽流量m₁，采用递推法依次计算下游管段的蒸汽参数；

②根据爆口面积为已知，计算爆口的泄漏量；

③计算爆口后管段内的蒸汽流量，按递推法得到爆口后管段的蒸汽参数；

④最后一个管段出口压力为p′_ou，计算该压力与出口集箱压力p_ou差值e＝|p′_ou-p_ou|，若e小于给定的微小量，则进入步骤⑤，否则，返回步骤①，对流量m₁进行修正，从步骤①开始重新计算；

⑤e小于给定微小量后，得到的各管段蒸汽流量、压力和温度作为最终结果，计算结束；

得到的蒸汽流量、压力和温度作为评估不同爆口的受热管上不同部位的管段超温状态的依据。