本发明专利技术涉及一种电站锅炉水冷壁管传热特性的监测系统与监测方法，用于监测锅炉各个水冷壁的不同位置的温度，包括在锅炉水冷壁不同位置安装的传热特性监测装置组、数据采集器、数据显示器和炉内燃烧控制计算机；每个水冷壁管传热特性监测装置，包括至少三个温度测量元件，温度测量元件分别设置于装置上的特定位置用于测量被测水冷壁管向火侧、背火侧和工质的温度。通过在锅炉不同位置布置的监测装置，能够实时对锅炉水冷壁管传热特性的监测，包括水冷壁管向火侧壁温、背火侧壁温和水冷壁管中的工质温度，便于掌握炉内火焰对水冷壁传热性能的变化、工质自身传热特性的变化及水冷壁金属材料温度分布特性的变化等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃煤发电
，尤其涉及一种。
技术介绍
锅炉水冷壁管是电站锅炉的重要设备，锅炉的给水通过水冷壁下部集箱进入锅炉的水冷壁内，给水在锅炉管内由下至上接受来自炉内火焰的热量，逐渐转变为汽水混合物或蒸汽，然后进入其他受热面继续加热后进入汽轮机做工产生电能。冷壁管的传特性对给水在锅炉管内被炉膛内的火焰加热汽化过程具有直接影响，锅炉管内由水加热转变为水蒸气的过程中，工质水的物性参数如密度、导热系数、比热容、粘度系数等都发生了剧烈的变化，加之当前电站锅炉煤质波动大、普遍调峰运行频繁、炉内燃烧控制复杂多变，加之锅炉自身水动力的设计未必尽善尽美等因素，都容易引起水冷壁的传热恶化，出现水冷壁金属超温现象，严重时还会引起水冷壁疲劳、拉裂或过热失效，导致水冷壁爆管，危害锅炉的安全运行。当前对水冷壁的传热特性的检测方法，主要是通过在炉外的水冷壁的背火面安装集热块和温度测量元件，来测量水冷壁管的温度，间接反映炉内火焰对水冷壁的传热和水冷壁对工质的吸热情况。该方法的缺点是对炉内火焰与水冷壁间的传热缺乏有限监测，不能直接测量向火侧管壁的真实温度，并且对水冷壁管内的工质温度缺乏测量结果，无法知道工质水的物性状态，难以掌握和分析管内汽水侧的传热学特性，对汽水侧的传热恶化情况无法监测和采取有效的防范措施，无法有针对性的根据水冷壁的实时传热情况调整燃烧和水动力的控制参数，提高锅炉运行的安全性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种电站锅炉水冷壁管传热特性的监测方法与系统，其可以对水冷壁传热特性的全面监测，包括向火侧温度及热流变化状况，汽水侧的工质物性参数和水冷壁管内外侧温差等传热特性的状态，有助于及时发现和解决由于燃烧控制不佳、汽水系统设计或运行中存在的不足以及变工况运行控制方法不得当等原因引发的水冷壁超温等问题。为了解决上述问题，本专利技术提供一种电站锅炉水冷壁管传热特性的监测系统，用于监测位于锅炉水冷壁不同位置的水冷壁管的温度，包括在锅炉水冷壁不同位置安装的传热特性监测装置组、数据采集器、数据显示器和炉内燃烧控制计算机；所述传热特性监测装置组通过数据传输线将温度数据传送到所述数据采集器，所述数据采集器将所述温度数据传送至所述数据显示器和所述炉内燃烧控制计算机；所述传热特性监测装置组包括若干水冷壁管传热特性监测装置，对应设置于若干被测水冷壁管，所述每个水冷壁管传热特性监测装置包括至少三个温度测量元件和至少三个盲孔，所述被测水冷壁管的向火侧、背火侧和工质内部分别设置盲孔，所述温度测量元件放置在相应盲孔内。优选方案中，所述传热特性监测装置组包含若干个布置在锅炉水平和垂直方向上的水冷壁管传热特性监测装置。优选方案中，所述水冷壁管传热特性监测装置包括三通件、插入式封头、集热块、三个温度测量元件和三个盲孔，所述温度测量元件分别为背火侧温度测量元件、向火侧温度测量元件和工质温度测量元件；其中，三通件的前后两端分别与被测水冷壁管连通；所述三通件由背火侧向向火侧开设有第一盲孔，所述向火侧温度测量元件的测量端设置在第一盲孔内；所述插入式封头安装在三通件的顶端出口处，且插入式封头的中心开设有第二盲孔，所述工质温度测量元件的测量端设置在第二盲孔内；所述集热块安装在三通件的背火侧，集热块上开设有第三盲孔，所述背火侧温度测量元件的测量端设置在第三盲孔内。优选方案中，第一盲孔偏离所述三通件的水冷壁管中轴线一个安全距离，所述安全距离为被测水冷壁管的虚拟半径。水冷壁管虚拟半径通过三通件管壁的应力校核计算得到。优选方案中，所述三通件的左右两侧均带有一体化成型的鳍片，鳍片分别与三通件左右两侧的相邻的水冷壁管焊接。优选方案中，所述插入式封头与三通件的顶端出口处均设有坡口，且插入式封头和三通件的顶端通过焊接形成三通顶部封头焊缝。优选方案中，所述三通件的前后两端与锅炉水冷壁管的连接处均开设置有坡口，且三通件的前后两端与锅炉水冷壁管连接处均通过焊接形成三通两端连接焊缝。优选方案中，所述集热块上开设的第三盲孔的中心轴平行于所述锅炉水冷壁管的中心线，所述背火侧温度测量元件的测量端通过垂直于第三盲孔中心轴的紧固螺栓固定在第三盲孔内。优选方案中，所述插入式封头伸入至所述三通件内的一端设置为尖端。本专利技术同时提供一种应用上述监测系统的监测方法:水冷壁管传热特性监测装置组将监测到的水冷壁管的向火侧壁温、工质温度和背火侧壁温信息通过数据传输线和数据采集器，输送到集控人员的数据显示器上，供运行人员作为燃烧控制的参考信息，同时也可以将该数据输送到炉内燃烧控制计算机上，通过程序自动调整炉内燃烧和水动力的运行控制参数。本专利技术的有益效果为:突破了传统水冷壁壁温检测系统仅能测量水冷壁管背火侧温度的局限，通过在锅炉不同位置布置的监测装置，能够实现在工业电站锅炉上，实时对锅炉水冷壁管传热特性的监测，包括水冷壁管向火侧壁温、背火侧壁温和水冷壁管中的工质温度，便于掌握炉内火焰对水冷壁传热性能的变化、工质自身传热特性的变化及水冷壁金属材料温度分布特性的变化等，用于监测燃烧、水动力和变工况参数控制策略等因素引起的传热恶化或水冷壁超温等，对提高锅炉运行安全性和经济性提供了可靠的监测结果和调整依据；本专利技术不仅适用于自燃循环锅炉系统，也适用于超(超)临界锅炉系统水冷壁传热特性的监测，可以用于对炉内燃烧及汽水系统运行方式进行调整和优化，减少炉内汽水系统温度偏差，防止水冷壁超温，提高水冷壁的安全性和使用寿命。【附图说明】图1为本专利技术电站锅炉水冷壁管传热特性的监测装置的主视图； 图2为本专利技术电站锅炉水冷壁管传热特性的监测装置的侧视图； 图3为本专利技术电站锅炉水冷壁管传热特性的监测系统结构示意图。附图标记说明 1、三通件；2、相邻水冷壁管；3、向火侧温度测量元件；4、鳍片；5、三通顶部封头焊缝；6、插入式封头；7、工质温度测量元件；8、被测水冷壁管；9、三通两端连接焊缝；10、紧固螺栓；11、集热块；12、背火侧温度测量元件；13、水冷壁管虚拟半径；14、监测装置组；15、锅炉；16、数据传输线；17、数据采集器；18、数据显示器；19、炉内燃烧控制计算机。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。参见图1、2、3，本专利技术涉及一种电站锅炉水冷壁管传热特性的监测系统，包括在锅炉水冷壁不同位置分别安装的锅炉15水冷壁管传热特性监测装置组14，数据传输线16，数据采集器17，数据显示器18和炉内燃烧控制计算机19 ;其中，每个水冷壁管传热特性监测装置，参见图1当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电站锅炉水冷壁管传热特性的监测系统，用于监测位于锅炉水冷壁不同位置的水冷壁管的温度，其特征在于：包括在锅炉水冷壁不同位置安装的传热特性监测装置组、数据采集器、数据显示器和炉内燃烧控制计算机；所述传热特性监测装置组通过数据传输线将温度数据传送到所述数据采集器，所述数据采集器将所述温度数据传送至所述数据显示器和所述炉内燃烧控制计算机；所述传热特性监测装置组包括若干水冷壁管传热特性监测装置，对应设置于若干被测水冷壁管，所述每个水冷壁管传热特性监测装置包括至少三个温度测量元件和至少三个盲孔，所述被测水冷壁管的向火侧、背火侧和工质内部分别设置盲孔，所述温度测量元件放置在相应盲孔内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴扬，李斌，梁学东，周虹光，张兴豪，孙中，时标，唐为勇，汪华剑，
申请(专利权)人：华能南京金陵发电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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