(国家能源集团谏壁发电厂)
摘要:当前,低温省煤器技术越来越多的在燃煤电厂进行推广应用,在发挥节能作用的同时,因其设备泄露造成的影响也开始备受业内人士关注。如何采用行之有效的手段来对低温省煤器的泄漏进行监测,是本文分析及讨论的重点。本文将针对几种监测措施进行分析及讨论,为发电公司在技术改造中提供参考意见。
关键词:低温省煤器泄漏;炉管泄漏在线监测系统;烟气湿度监测仪;压力变送器
因大多数的低温省煤器系统都是将低温省煤器布置在电除尘前,并且为配合低低温电除尘的改造,将低温省煤器设备出口的温度降至105℃左右。众所周知,排烟温度在低于100℃时,设备面临很大腐蚀风险。在机组运行过程中,换热管一旦泄漏,烟气中将增加大量水汽,如处理不及时,将造成低温省煤器、电除尘器阳极板和灰斗壁板板结,以及电除尘器变压器短路、灰斗堵灰等风险。
多年运行的实践证明,大多数低温省煤器换热管泄漏都是由沙眼、气泡、焊缝造成的,当泄漏程度达到能够被人们感知时,泄漏所造成的影响已相当严重。因此如何在早期发现低温省煤换热器受热面轻微泄漏,并及时采取控制措施控制泄漏,对妥善安排检修策略及缩短检修时间,提高临检效率具有重要意义。
1泄漏监测措施及原理
1.1声波传感器---炉管泄漏在线监测系统
炉管泄漏在线监测系统是采用声波测量和信号处理技术,实现对锅炉“四管”(水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管)泄漏的早期报警。
锅炉炉管泄漏在线监测系统通过声波传感器采集炉内声音信号,经计算机对信号进行快速傅里叶变换得到该信号的频率特征,通过对声音强度、频谱特征及持续时间等因素的综合分析,判定炉管是否发生泄漏,并在计算机显示屏上给出结果,当信号达到设定值后将发出报警信号(如图1所示)。此外,该装置还能有效地监测吹灰器的运行工况,有利于提高锅炉效率,防止吹灰器故障损坏受热面管道。
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图1 炉管泄漏在线监测系统原理图
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图2 49~52通道为低温省煤器能量棒图
在四个低温省煤器处分别加装炉膛泄漏检测器49~52(如图2所示)。当低温省煤器在吹灰时,炉管泄漏在线监测系统能够及时发出报警,验证了其能够通过噪音来监测低温省煤器内部泄漏。
1.2烟气湿度监测仪
烟气湿度监测仪用于在线测量烟气中的水分,单位采用体积百分比VOL%。烟气湿度监测仪一般具有温度补偿功能,使测量准确度更高。湿度监测仪监测所在区域的湿度变化,以4~20mA信号传送至DCS系统。
当低温省煤器发生泄漏时,烟气湿度值会有比较明显的变化,通过安装在低温省煤器烟气出口处(如图3所示)的烟气湿度监测仪获得检测值,当检测值达到设定值时,DCS系统将进行湿度突变报警。帮助运行人员及时发现低温省煤器换热管泄漏,并采取有效措施进行处理,缩短炉管泄漏的抢修工期。
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图3 烟气湿度监测仪安装示意图
1.3差压变送器、流量计及壁温测点
换热器设备是存在水阻的,利用安装在每个低温省煤器的进出口的差压变送器,检测设备水阻的变化。当低温省煤器发生泄漏时,差压变送器的低压侧失压,变送器显示增加,超过报警值,DCS系统发出报警信号,提醒运行人员。
流量计一般也是布置在低温省煤器的进出口,主要通过监测进出口的流量差异,判断设备是否存在泄漏情况。
壁温测点安装在低温省煤器各个支路的管壁上,当低温省煤器发生泄漏时,该支路的壁温往往会有小幅升高,运行人员可以通过壁温变化情况,可以准确的分析出是哪一个支路发生了泄漏,从而减少了依次隔离低温省煤器各个支路的时间。
2泄漏监测措施的应用情况及分析
运行中我们采用了多种方法协同监测低温省煤器泄漏,可以发现对于泄漏量较大的情况。例如某吹灰器机械故障导致低温省煤器管壁被吹损,此时,炉管泄漏在线监测系统发出报警,烟气湿度及差压数值大幅度变化,及时提醒了运行人员低省发生了泄漏,避免了电除尘灰斗结板的事故。
但在系统的运行过程中,仍然出现了低温省煤器泄漏没有及时发现的情况。
当低温省煤器发生微小泄漏时,炉管泄漏在线监测系统对其声波能量变化反映不大,同时烟气差压和流量计由于其精度原因,也不能让运行人员准确判断其是否泄漏。
当低温省煤器的下部位置发生泄漏时,烟气湿度仪及差压变送器均未监测出数值变化并发出任何报警,仅可通过部分壁温测点及时发现。其原因在于,烟气湿度仪安装在低温省煤器较上部区域,对于中下部区域发生的泄漏不能及时反映。
3泄漏监测措施的优化改进
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图4 检漏装置示意图
从上述分析中不难知道,烟气湿度仪及差压变送器对泄漏情况的监测是非常不准确的,经常会出现误报和漏报,对于机组的运行安全可靠性来讲,这样是不允许的。虽然炉管泄漏在线监测系统的可靠性较高,但其对轻微泄漏的情况不能够准确反映。在考虑经济、安全可靠的情况下,结合上述泄漏措施的应用分析,本文推荐一种泄漏监测装置,它将大大的减少设备成本,并又能实现设备泄漏报警的准确性。
由于低温省煤器底部两两相连,所以在其共同的底部加装一根疏水管,连接至一个疏水罐,疏水罐上配有液位高的热工开关量测点。当低温省煤器泄漏时,泄漏的水被收集在疏水罐内,当水位达到一定高度,DCS发出报警,提醒运行人员已经发生泄漏。即使是非常轻微的泄漏,通过一段时间的积累也可以及时发现。由于低温省煤器安装在电除尘之前,所以烟气中的粉尘较多。在管道上连接压缩空气管道,通过电磁阀可以实现定期吹扫功能,防止管道堵塞。(如图4所示)
4结束语
本文针对低温省煤器系统泄漏监测的多种措施进行分析比较,经过不断的探索优化,安装新型检漏装置,取得了显著的效果。证明上述的措施是切实可行的,能及时有效地发现低温省煤器泄漏,对同类型机组有一定的参考价值。
参考文献:
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[2]景宇蓉.锅炉余热利用装置低压省煤器的热力分析及优化设计[D].华北电力大学,2012.
[3]靖长财.锅炉低温省煤器改造系统设计的对应措施.《神华科技》,2015,13(05):49-52
作者简介:
卜钰(1989-),男,大学本科,技师,助理工程师,从事电厂集控运行工作。