[发明专利]锅炉高温受热面外壁温度测点布置方法及温度检测系统

说明书

本公开涉及一种锅炉高温受热面外壁温度测点布置方法及温度检测系统，其中，布置方法包括：对整个炉膛进行三维数值模拟计算，得到炉膛内烟气的三维温度场和速度场的数值模拟结果；根据温度场、速度场和预设算法，得到各区域高温受热面在不同负荷下所有管沿工质流动方向在任意截面的热流密度值；对每个高温受热面各处的热流密度值进行排序，确定出不同负荷下热流密度值超过第一预设阈值的位置，作为壁温测点，壁温测点用于安装温度检测部件。

技术领域

本公开涉及锅炉技术领域，特别涉及一种锅炉高温受热面外壁温度测点布置方法及检测系统。

背景技术

目前我国火电机组不断向高参数、大容量方向发展，600MW以上机组所占比例已增至52％。机组容量的增大势必使锅炉受热面的面积增大、管屏系统越来越复杂、蒸汽参数也越来越高。据统计，大型电站锅炉运行故障中，排在第一位的就是由于高温管屏泄漏，其引起的非正常停机次数约占机组停机事故的2/3，产生的故障损失电量占火电机组总损失电量的40％，严重影响机组的安全、经济运行。所以解决四管泄漏的问题具有非常重要的意义。

近几年开发的电站锅炉高温受热面炉内壁温实时监测系统，其功能可以减小高温管系的温度偏差，延长使用寿命，但监测系统实时计算管的炉内气温和壁温，需要有代表性的而且测量准确的高温受热面外壁温测量数据作为依据。

但是，相关技术对测温点的布置仅凭运行经验，没有合理的理论支撑，对于测温点的布置不能涵盖所有可能发生爆管的管，难以进行有效预测，而且也不能做到减少不必要的测点布置。

发明内容

本公开提供了一种锅炉高温受热面外壁温度测点布置方法，能够对锅炉高温受热面的爆管事故进行准确有效地监测。

根据本公开的第一方面，提供了一种锅炉高温受热面外壁温度测点布置方法，包括：

对整个炉膛进行三维数值模拟计算，得到炉膛内烟气的三维温度场和速度场的数值模拟结果；

根据温度场、速度场和预设算法，对锅炉各区域高温受热面的传热系数进行修正，并计算出锅炉各区域高温受热面的吸热量，从而得到各区域高温受热面在不同负荷下所有管沿工质流动方向在任意截面的热流密度值；

对每个高温受热面各处的热流密度值进行排序，确定出不同负荷下热流密度值超过第一预设阈值的位置，作为壁温测点，壁温测点用于安装温度检测部件。

在一些实施例中，布置方法还包括：

将易发生氧化皮堵塞的管段和管材料变化的管段处作为壁温测点。

在一些实施例中，对整个炉膛进行三维数值模拟计算，得到炉膛内烟气的三维温度场和速度场的数值模拟结果包括：

将整个锅炉分成多个区域进行几何建模，并划分网格构建出数值模拟计算域；

再次对燃烧器单独模拟并将结果输出为配置文件作为炉膛入口边界条件；

对炉膛先后进行冷态模拟和热态模拟，得到炉膛内烟气的三维温度场和速度场的数值模拟结果。

在一些实施例中，对每个高温受热面各处的热流密度值进行排序包括：

对每个高温受热面各网格节点处的热流密度值进行排序。

在一些实施例中，整个锅炉分成的多个区域包括炉膛水冷壁主燃区、燃尽区、低再侧省煤器、高再侧省煤器、高温过热器、低温过热器、高温再热器、低温再热器和冷灰斗。

在一些实施例中，对炉膛进行热态模拟包括：

待冷态模拟计算的动量方程收敛后，耦合煤粒热解模型、碳粒燃烧模型、锅炉传热计算模型进行热态模拟，直至各方程残差曲线稳定，模拟计算收敛。

在一些实施例中，传热系数包括：对流传热系数，对对流传热系数进行修正包括：