一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锅炉氧量检测技术领域，具体涉及一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002]锅炉是利用燃料燃烧释放的热能加热给水，以获得规定温度、压力蒸汽的设备。燃料进入锅炉的燃烧需要适当过量的空气相配合以达到燃料的高效燃烧，但氧气过量系数过高对于锅炉燃料效率的提升没有明显作用，反而会提高引风机出力增加厂用电；而氧量过低则会导致燃料燃烧不充分造成能源浪费，还会影响锅炉运行安全，因此监测烟气氧量对于锅炉控制有着重要的意义。然而锅炉尾部烟道的漏风会导致锅炉氧量测量出现较大偏差，给锅炉风量控制和炉内燃烧带来不利影响。此外，锅炉的漏风还会增加引风机的出力，提高了电厂的厂用电率。
[0003]目前，锅炉氧量检测主要是依靠尾部烟道内布置氧气测量元件如氧化锆传感器，由于尾部烟道截面较大，同一截面不同区域氧量分布有一定波动，只在烟道靠近墙侧布置测点无法准确烟气实际氧量。因此开发一套能够在不同温度区域都能够准确稳定运行的氧量测试系统对于检测尾部烟道漏风系数具有重要的意义。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统及检测方法，可实现尾部烟道不同温度区域氧量快速准确测量，有利于锅炉的精细调整和尾部烟道漏风系数的实时检测。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]—种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，包括布置在锅炉尾部烟道I的各个换热器2的过热器入口、再热器入口、省煤器入口、空预器入口和/或空预器出口处的氧量测试系统;所述氧量测试系统包括依次连接的烟气取样模块3、烟气冷却模块4、烟气混合模块
5、烟气过滤模块6、抽气栗7、冷凝器8和氧量表9，还包括设置在烟气取样模块3和烟气冷却模块4间用于检测取样管是否堵塞以及通过压缩空气吹扫管道的烟气旁路模块10;
[0007]所述烟气取样模块3包括取样套管11和铺设于取样套管11内的一根或多取样管12;所述取样套管11底部开有取样孔16，取样孔16直径与取样管12外径匹配，取样管12从取样孔16伸出；所述取样套管11 一端置于炉内，端头固定为膨胀死点，另一端从炉墙伸出炉夕卜，作为自由膨胀端，端部为开口以方便取样管12与炉外的烟气冷却模块4连接。
[0008]所述氧量测试系统对测量数据进行就地观测或通过数据采集系统实时上传到锅炉集控系统进行远程在线观测和记录。
[0009]所述取样套管11由多个取样套管单元13连接而成，取样套管单元13之间的连接处17为焊接或者螺栓连接;取样套管单元13长度为0.5m?3m，外径为30mm?200mm，壁厚为2mm?1mm，总长度根据锅炉尾部烟道I的截面尺寸确定。
[0010]所述取样套管11起保护和支撑的作用，由上部盖管14和下部支撑管15扣合而成，下部支撑管15底部开有取样孔16。
[0011 ] 所述取样管12与取样孔16之间焊接固定，取样管12外径为5mm?20mm，壁厚为1_?5mm。
[0012]所述取样套管11和取样管12的材质为金属材质。
[0013]述金属材质为耐高温合金或普通碳钢。
[0014]所述烟气冷却模块4的烟气冷却通过水冷或者风冷实现，换热面为光管式、绕管或者翅片式。
[0015]上述所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统的检测方法，烟气通过烟气取样模块3采集，经过烟气冷却模块4将烟气温度冷却，然后通过烟气混合模块5将各路取样管中的烟气混合均匀，再通过烟气过滤模块6滤掉烟气中的固体颗粒，通过抽气栗7抽气将烟气送入冷凝器8去除烟气中的水份，最终通过氧量表9测量出烟气氧量，最后根据烟气氧量计算出漏风系数。
[0016]和现有技术相比较，本发明具备如下优点:
[0017]1.该检测方法为多点式测量系统，测量精度高，几乎不受烟道内氧量场不均匀的影响。
[0018]2.测量系统工作温度范围宽泛，可以在锅炉尾部烟道任意区域布置，运行稳定可
A+-.与巨O
[0019]3.便于在线检测，结果可信度高。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的取样模块尾部烟道布置示意图。
[0021 ]图2为本发明快速检测系统的结构示意图。
[0022]图3为本发明的烟气取样模块示意图。
[0023]图4为本发明的烟气取样模块剖面图。
[0024]图5为本发明的取样套管单元侧视图。
[0025]图6为本发明的下部支撑管俯视图。
[0026]图中:
[0027]I——锅炉尾部烟道；2——换热器；3——烟气取样模块；4——烟气冷却模块；
5--烟气混合模块；6--烟气过滤模块；7--抽气栗；8--冷凝器；9--氧量表；
10一一烟气旁路模块；11一一取样套管；12—一取样管；13一一取样套管单元；14一一上部盖管；15——下部支撑管；16——取样孔;17——连接处。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述:
[0029]实施例1:图1所示的尾部烟道漏风系数检测系统布置于空预器出口和入口处。如图2所示，烟气通过烟气取样模块3采集，经过烟气冷却模块4将烟气温度冷却，然后通过烟气混合模块5将各路取样管中的烟气混合均匀，再通过烟气过滤模块6滤掉烟气中的固体颗粒，通过抽气栗7抽气将烟气送入冷凝器8去除烟气中的水份，最终通过氧量表9测量烟气氧量。通过空预器出口和入口处的测量氧量值可以计算出空预器的漏风系数，从而可以对空预器的状态进行快速准确的判断。如图3所示，其中，烟气取样模块3的取样套管单元13长度可以为lm，外径可以为60mm，壁厚可以为5mm，总长度可以根据烟道I截面尺寸确定为5m，套管单元13之间通过焊接连接。如图4、图5和图6所示，每个取样套管单元13中的下部支撑管15中部开8mm直径取样孔16，每个取样孔16中固定一根取样管12，整个烟气取样模块3可设置5根取样管，取样管外径8mm，壁厚2mm。烟气取样模块的材质选用普通碳钢。
[0030]实施例2:图1所示的尾部烟道漏风系数检测系统布置于高温过热器后、低温过热器后、省煤器后以及空预器后等部位。如图2所示，烟气通过烟气取样模块3采集，经过烟气冷却模块4将烟气温度冷却，然后通过烟气混合模块5将各路取样管中的烟气混合均匀，再通过烟气过滤模块6滤掉烟气中的固体颗粒，通过抽气栗7抽气将烟气送入冷凝器8去除烟气中的水份，最终通过氧量表9测量烟气氧量。通过对比尾部烟道不同部位的氧量测量结果可以诊断出锅炉尾部烟道的漏风情况和漏风部位。如图3所示，其中，烟气取样模块3的取样套管单元13长度可以为2m，外径可以为80mm，壁厚可以为6mm，总长度可以根据烟道I截面尺寸确定为Sm，套管单元之间通过焊接连接。如图4、图5和图6所示，每个取样套管单元13中的下部支撑管15中部开1mm直径取样孔16，每个取样孔16中固定一根取样管12，整个烟气取样模块3可设置4根取样管，取样管外径10mm，壁厚2mm。高温过热器后和低温过热器后的烟气取样模块采用Cr25Ni20，省煤器后及空预器后的烟气取样模块采用碳钢材质。
【主权项】
1.一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，其特征在于:包括布置在锅炉尾部烟道(I)的各个换热器(2)的过热器入口、再热器入口、省煤器入口、空预器入口和/或空预器出口处的氧量测试系统;所述氧量测试系统包括依次连接的烟气取样模块(3)、烟气冷却模块(4)、烟气混合模块(5)、烟气过滤模块(6)、抽气栗(7)、冷凝器(8)和氧量表(9)，还包括设置在烟气取样模块(3)和烟气冷却模块(4)间用于检测取样管是否堵塞以及通过压缩空气吹扫管道的烟气旁路模块(10); 所述烟气取样模块(3)包括取样套管(11)和铺设于取样套管(I I)内的一根或多取样管(12);所述取样套管(11)底部开有取样孔(16)，取样孔(16)直径与取样管(12)外径匹配，取样管(12)从取样孔(16)伸出;所述取样套管(11)一端置于炉内，端头固定为膨胀死点，另一端从炉墙伸出炉外，作为自由膨胀端，端部为开口以方便取样管(12)与炉外的烟气冷却模块(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，其特征在于:所述氧量测试系统对测量数据进行就地观测或通过数据采集系统实时上传到锅炉集控系统进行远程在线观测和记录。3.根据权利要求1所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，其特征在于:所述取样套管(11)由多个取样套管单元(13)连接而成，取样套管单元(13)之间的连接处(17)为焊接或者螺栓连接;取样套管单元(13)长度为0.5m?3m，外径为30mm?200mm，壁厚为2mm?1mm，总长度根据锅炉尾部烟道(I)的截面尺寸确定。4.根据权利要求1所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，其特征在于:所述取样套管(11)起保护和支撑的作用，由上部盖管(14)和下部支撑管(15)扣合而成，下部支撑管(15)底部开有取样孔(16)。5.根据权利要求1所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，其特征在于:所述取样管(12)与取样孔(16)之间焊接固定，取样管(12)外径为5mm?20mm，壁厚为Imm?5mm ο6.根据权利要求1所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，其特征在于:所述取样套管(11)和取样管(12)的材质为金属材质。7.根据权利要求6所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，其特征在于:所述金属材质为耐高温合金或普通碳钢。8.根据权利要求1所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统，其特征在于:所述烟气冷却模块(4)的烟气冷却通过水冷或者风冷实现，换热面为光管式、绕管或者翅片式。9.权利要求1所述的一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统的检测方法，其特征在于:烟气通过烟气取样模块(3)采集，经过烟气冷却模块(4)将烟气温度冷却，然后通过烟气混合模块(5)将各路取样管中的烟气混合均匀，再通过烟气过滤模块(6)滤掉烟气中的固体颗粒，通过抽气栗(7)抽气将烟气送入冷凝器(8)去除烟气中的水份，最终通过氧量表(9)测量出烟气氧量，最后根据烟气氧量计算出漏风系数。
【专利摘要】一种锅炉尾部烟道漏风系数的快速检测系统及检测方法，通过在锅炉尾部烟道过热器入口、再热器入口、省煤器入口、空预器入口、空预器出口多个区域加装多点氧量取样装置，实现对尾部烟道分段、分区氧量在线检测；多点氧量测试装置包括取样管、取样套管、烟气冷却模块、烟气混合模块、烟气过滤模块、抽气泵、冷凝器、氧量表和数据采集系统；基于不同区域氧量测试结果，计算漏风系数并判断尾部烟道漏风区域；本发明可以根据锅炉尾部烟道尺寸任意设置测量区域，对同一测量位置根据烟道截面尺寸也可以灵活布置测量点位数量及位置，具有精度高、运行稳定、造价低等优点，可以广泛适用于锅炉尾部烟道漏风系数快速检测及氧量监视等用途。
【IPC分类】G01M3/04
【公开号】CN105466645
【申请号】CN201511020953
【发明人】刘冠杰, 黄中, 江建忠, 徐正泉, 肖平
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月30日