[发明专利]一种锅炉受热面管炉内温度测量装置和方法

说明书

本发明的目的是提供一种实现锅炉高温受热面管炉内迎烟气侧直接测温的装置和方法，所述装置包括：热电偶和保护套管，所述保护套管设在所述热电偶的外周，所述保护套管包括前护瓦和后护瓦，所述前护瓦的内壁侧开有一U型槽，该U型槽形成热电偶通道，所述热电偶置于所述热电偶通道内。本发明通过在炉内安装测温装置，实现锅炉受热面炉内壁温的实时监控。解决目前大量电站锅炉存在水冷壁和高温受热面温度测点无法监控管道炉内部分温度波动变化，造成受热面管产生热疲劳损伤失效的难题。

技术领域

本发明为一种实现锅炉高温受热面管炉内迎烟气侧直接测温的装置和方法，获取锅炉受热面管的准确壁温是预防四管泄露、实现锅炉参数数据化、智能化的关键技术。

具体来说，是通过优选合适的热电偶，安装热电偶保护套管，实现炉内烟气腐蚀和飞灰磨损情况下的温度准确测量。

背景技术

受热面的金属壁温是锅炉设计的关键指标，但是受炉膛内部烟气温度高、烟气腐蚀、飞灰磨损等环境影响，往往采用间接计算的方式获取炉内壁温。

GB/T 16507.4-2013《水管锅炉第4部分受压元件强度计算》管子和管道计算壁温，通过提供固定公式，例如对流烟道内，烟温≤600℃时，金属壁温为蒸汽温度+30℃，烟温≥900℃时，金属壁温为蒸汽温度+90℃，这种方法是基于计算得到的经验公式，随着锅炉设计参数提高和燃烧环境变化，往往不够准确，难以适应技术发展需要。

近年也有一些受热面炉内温度场监测方法，如通过红外线测温、声波法计算炉膛温度场变化，以及通过测温元件和热流计组合安装和外推计算的方式，推算炉内金属壁温。

对于上述方法，由于是基于数值计算的外推计算方法，能够准确反映炉膛温度场的宏观变化，但是对于具体的某根受热面管的空间上微观温度变化情况无法进行计算，对受燃烧影响，金属壁温在短时间内产生的波动也无法体现。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现锅炉高温受热面管炉内迎烟气侧直接测温的装置和方法。

为实现本发明目的，本发明的技术方案是：一种锅炉受热面管炉内温度测量方法，所述方法包括：

S1：在锅炉炉膛顶棚处设开孔；将热电偶设在锅炉受热面管的外壁上并进行第一次固定；

S2：将保护套管套在热电偶与锅炉受热面管的外壁，所述热电偶嵌在保护套管的U型槽内；

S3：通过间断焊接的方式将热电偶保护套管包含的前护瓦和后护瓦的开口处进行焊接；具体的，焊缝长度约为30mm～100mm之间。

S4：将保护管套的端部与炉膛接触部位点焊，将其固定在顶棚管鳍片上，此部分将保护管套与炉膛固定；

S5：获取测温数据，并进行测温计算，具体的，在锅炉受热面管的外壁多处设有测温点，通过多处测温点进行测温计算，具体的第一处为Toi，第i处为Tii，则通过判据ΔTi的计算来判定测温系统的有效性，所述ΔTi＝Tii-Toi，ΔTi数值范围为0～500。

一种锅炉受热面管炉内温度测量装置，所述装置包括：热电偶和保护套管，所述保护套管设在所述热电偶的外周，所述保护套管包括前护瓦和后护瓦，所述前护瓦的内壁侧开有一U型槽，该U型槽形成热电偶通道，所述热电偶置于所述热电偶通道内。

作为对本发明的进一步改进，所述前护瓦和后护瓦的内径与锅炉受热面管外径相匹配。

作为对本发明的进一步改进，所述装置还包括测温点定位装置，所述测温点定位装置安装在炉内顶棚下方的各个测温处。

作为对本发明的进一步改进，所述保护套管的长度为100mm～2000mm。

作为对本发明的进一步改进，所述前护瓦和后护瓦的对接接缝处焊接，所述焊缝长度为30mm～100mm。