[发明专利]一种水冷壁高温腐蚀的监控系统及监控方法

说明书

本发明提供的水冷壁高温腐蚀监控系统，包括多个监控单元具有激光发射、接收装置及控制组件，通过使激光发射、接收装置位于水冷壁的外部并对向设置，使激光发射装置发射的激光贯穿锅炉炉膛形成激光束，使激光束平行于水冷壁并距水冷壁不大于10mm，能够使激光束穿过水冷壁的贴壁气氛，再通过激光接收装置接收激光束并将其转换成电信号输出至控制组件，使得控制组件能够计算出对应的气体浓度并调整锅炉燃烧器的燃烧方式，从而改善水冷壁的贴壁气氛、减缓高温腐蚀，实现了实时监控的技术效果；本发明提供的水冷壁高温腐蚀的监控方法，能够实现实时优化调整，从而确保火电机组安全、经济、稳定地运行，还能在控制无效时发出预警，提醒存在的潜在风险。

技术领域

本发明属于锅炉水冷壁监控技术领域，具体涉及一种水冷壁高温腐蚀监控系统及监控方法。

背景技术

随着火电厂超低排放改造的实施，为降低氮氧化物，锅炉燃烧器普遍采用低氮燃烧器，利用空气分级燃烧实现降低氮氧化物的目的，主燃烧区域缺氧运行，煤粉燃烧不完全，烟气处于强还原性气氛，加之煤炭市场形势紧张，为降低燃料成本，火电厂大多掺烧部分高硫煤，导致水冷壁贴壁区域长期处于强还原性气氛中，容易发生还原性气氛下的高温硫腐蚀，该腐蚀会导致水冷壁壁厚减薄，严重的，还会引发锅炉爆管泄漏事故，严重影响机组的安全运行。

现有火电厂对锅炉水冷壁的监控还处于事后处理阶段，大多通过定期检修的方式检查水冷壁的厚度，通过测厚结果评估水冷壁高温腐蚀的程度，再采取换管、防腐喷涂等被动防护措施进行处理，滞后性且不具有实时监控的功能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种具有实时监控功能的水冷壁高温腐蚀监控系统，本发明还提供一种用于确保火电机组安全、稳定运行的水冷壁高温腐蚀的监控方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案中的产品是，水冷壁高温腐蚀监控系统，包括多个监控单元，所述监控单元包括激光发射装置、激光接收装置、以及与所述激光接收装置电连接的控制组件，所述激光发射装置、所述激光接收装置位于水冷壁的外部并对向设置，所述激光发射装置发射的激光贯穿锅炉炉膛形成平行于所述水冷壁的激光束，所述激光束距所述水冷壁的距离不大于10mm，所述激光接收装置接收所述激光束并将其转换成电信号输出至所述控制组件，所述控制组件根据所述电信号对应的气体浓度调整锅炉燃烧器的燃烧方式，以改善所述水冷壁的贴壁气氛、减缓高温腐蚀。

优选地，所述激光发射装置包括三个激光二极管，这三个所述激光二极管分别发射波长为760nm、2330nm、2665nm的脉冲激光，分别对应氧气、一氧化碳和硫化氢的吸收光谱，所述激光接收装置包括三个光电探测器，这三个所述光电探测器分别接收三个所述激光二极管发出的脉冲激光。

进一步优选地，所述激光发射装置还包括用于将三个所述激光二极管发射的脉冲激光合成单束激光的合波器，所述激光接收装置还包括用于将该单束激光还原成三束激光的分波器。

进一步优选地，所述合波器、所述分波器的外部设有压缩空气吹扫装置。

优选地，所述监控单元至少有四个，这四个所述监控单元分别对应所述锅炉炉膛的一侧面的水冷壁，相邻的所述监控单元沿所述锅炉炉膛的轴向方向间隔设置。

优选地，所述水冷壁的鳍片上开设有用于所述激光束穿过的监测孔，所述监测孔内嵌设有透明石英玻璃。

优选地，所述激光发射装置、所述激光接收装置连接有同步平移组件，所述同步平移组件用于调整所述激光束距所述水冷壁的距离。

优选地，所述控制组件包括信号处理器、控制器和燃烧器控制单元，所述控制器通过所述信号处理器与所述激光接收装置电连接，所述控制器通过所述燃烧器控制单元调整所述燃烧器的燃烧方式。