[发明专利]一种水冷壁管内工质流量在线测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种水冷壁管内工质流量在线测量方法及系统，方法实施步骤包括：针对水冷壁管上的两个标高位置，采集背火侧的管外壁中点A与鳍片根部点B和鳍片中点C的温度，计算温差ΔT_AB，温差ΔT_AC，并基于关系式f₁(α,q)、关系式f₂(α,q)求解热流密度q和对流传热系数α，再代入关系式f_v(α,q)求解温差ΔT_AV并计算管内壁圆周方向平均壁温T_V及其管内工质温度T_S，得到不同标高位置管内工质温度T_S1和T_S2，最终根据式(1)计算得到水冷壁管内工质流量。本发明能够对电站锅炉膜式水冷壁管内的工质流量实现在线测量，对水冷壁管传热恶化的预判、提前采取措施防止爆管有着重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及锅炉检测技术，具体涉及一种水冷壁管内工质流量在线测量方法及系统。

背景技术

水冷壁是锅炉的主要部件之一，其作用是将炉膛内燃料燃烧产生的热能传递给水冷壁管内工质，因此，水冷壁的工作过程是一个从炉膛内吸热和向管内工质放热的过程，其工作温度取决于吸热与放热的平衡。受材料的限制，水冷壁存在一个最高允许工作温度，当水冷壁的吸热与放热达到平衡，且平衡状态下的温度不超过最高允许工作温度时，水冷壁即是安全的；当水冷壁的吸热小于放热时，水冷壁温度降低，汽水参数下降；当水冷壁的吸热大于放热时，水冷壁温度上升，超过最高允许工作温度时，将威胁到水冷壁的安全性。保证水冷壁的安全是锅炉运行的最主要任务之一。

膜式水冷壁由多根管子通过鳍片并连而成，同一回路的管子两端分别连接相同的集箱，因此流过每根管子的工质流量取决于该管子的阻力特性，阻力大的管子流量小，阻力小的管子流量大。当一台锅炉设计、安装完成后，受热面（包含膜式水冷壁）的阻力特性原则上基本确定，但仍会由于管内工质物理特性的变化或管子流通截面结构的变化（如结垢、堵塞、变形等）而改变。因此，锅炉运行中水冷壁管内的实际工质流量存在很大的不确定性和未知性，而水冷壁管内工质的流量对管子的热平衡有着重要影响。为了达到热平衡，在锅炉的设计中通常采用一定的方法调节水冷壁各回路阻力特性（如加装不同孔径的节流孔圈改变管子的阻力特性），使管内工质流量与所处区域热负荷相匹配。但面对锅炉实际运行中复杂多变的工况，目前的设计方法仍难以准确实现不同工况下工质流量与热负荷的匹配。因水冷壁阻力特性改变或工况变化导致工质流量与区域热负荷不匹配引起的超温爆管事故时有发生，严重影响锅炉安全稳定经济运行。

获得锅炉运行中水冷壁管内实际的工质流量，对水冷壁管传热恶化的预判、提前采取措施防止爆管有着重要的指导意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种水冷壁管内工质流量在线测量方法，本发明能够对电站锅炉膜式水冷壁管内的工质流量实现在线测量，对水冷壁管传热恶化的预判、提前采取措施防止爆管有着重要的指导意义。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种水冷壁管内工质流量在线测量方法，实施步骤包括：

1）针对被测量的水冷壁管上的标高位置#1和标高位置#2，分别采集被测量的水冷壁管背火侧的管外壁中点A与鳍片根部点B和鳍片中点C的温度，得到管外壁中点A的温度T_A、鳍片根部点B的温度T_B、鳍片中点C的温度T_C，并计算管外壁中点A、鳍片根部点B之间的温差∆T_AB，计算管外壁中点A、鳍片中点C之间的温差∆T_AC；