專利名稱：通過(guò)對(duì)熱交換器管的蒸汽流量控制的管金屬溫度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管金屬溫度(tube metal temperature)控制裝置，用于 對(duì)如鍋爐的熱交換器的管金屬溫度進(jìn)行觀察和控制，其中低溫流體(即蒸 汽)在管內(nèi)流動(dòng)，而高溫流體(即燃燒氣體)在管外流動(dòng)，更具體而言， 本發(fā)明涉及一種通過(guò)對(duì)鍋爐管進(jìn)行蒸汽流量控制的管金屬溫度控制裝置， 其通過(guò)對(duì)在管金屬內(nèi)流動(dòng)的蒸汽流量進(jìn)行再分配和對(duì)過(guò)加熱的管金屬的溫 度進(jìn)行控制，可以防止由不均勻溫度所引起的對(duì)金屬的部分過(guò)加熱，部分 過(guò)加熱會(huì)導(dǎo)致管爆裂。
背景技術(shù)：
如鍋爐的蒸汽生成器是熱交換器，其從外部吸收高溫燃燒氣體的熱能 并提高其內(nèi)部水或者蒸汽的溫度。蒸汽生成器的管是由金屬制成的。由于 管溫度由燃燒氣體溫度決定，所以設(shè)置在高溫燃燒氣體部分經(jīng)過(guò)的部分上 的管呈現(xiàn)高溫，而設(shè)置在低溫燃燒氣體部分經(jīng)過(guò)的部分上的管呈現(xiàn)低溫。 因而，管呈現(xiàn)出不均勻的金屬溫度。
為了保持金屬溫度的均勻分布，燃燒氣體的溫度應(yīng)保持均勻，但由于 燃料的不同燃燒特性、鍋爐的復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及在大型鍋爐設(shè)備中的一些未知 原因，所以難以控制燃燒氣體的溫度分布。
通常，通過(guò)致力于對(duì)氣體的熱分布的控制以及使用用于控制燃料量、 安裝擋板和交替地操作燃燒器的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)均勻的氣體分布，但是其效 果并不顯著。因此，由于管的部分過(guò)加熱和損傷，管的更換周期變短，并 且在一些情況下管需要全部更換，且頻繁地增加了修理成本。
盡管金屬溫度是操作和維護(hù)的主要指標(biāo)，但直到現(xiàn)在，還不能進(jìn)行對(duì) 應(yīng)于連續(xù)變化的溫度分布的快速管金屬溫度控制。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)對(duì)熱交換器管進(jìn)行蒸汽流量 控制的管金屬溫度控制裝置，其通過(guò)對(duì)鍋爐管的金屬溫度的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)， 通過(guò)使用計(jì)算機(jī)和在線通信技術(shù)對(duì)在特定位置的管內(nèi)流動(dòng)的蒸汽流量進(jìn)行 控制和確認(rèn)以控制管金屬的溫度，可以實(shí)現(xiàn)均勻的金屬溫度分布。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種通過(guò)對(duì)氣體 /蒸汽熱交換器的管進(jìn)行蒸汽流量控制的管金屬溫度控制裝置，其包括金 屬溫度傳感器，安裝在每個(gè)通道中，配置成感測(cè)每個(gè)管的金屬溫度；判定
單元，配置成從金屬溫度傳感器接收金屬溫度信號(hào)，并判定全部管的金屬
溫度是否是最優(yōu)水平；以及操作單元，配置成根據(jù)判定單元的控制信號(hào)來(lái) 控制閥門的打開(kāi)程度，以調(diào)節(jié)每個(gè)管的蒸汽流量。
判定單元還包括顯示單元，配置成實(shí)時(shí)顯示從金屬溫度傳感器接收
的每個(gè)管的金屬溫度，使得管理者可以實(shí)時(shí)確認(rèn)每個(gè)管的金屬溫度的變化。 在金屬溫度傳感器和判定單元之間以及在判定單元和包括閥門的操
作單元之間的信號(hào)發(fā)it/接收操作可以以有線或無(wú)線的方式來(lái)執(zhí)行。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通過(guò)對(duì)鍋爐管進(jìn)行蒸汽流量控制
的管金屬溫度控制方法，其包括利用金屬溫度傳感器來(lái)感測(cè)安裝在每個(gè)
通道中的每個(gè)管的金屬溫度，以將感測(cè)的金屬溫度傳送到判定單元；利用 判定單元來(lái)分析每個(gè)管的金屬溫度，并判定全部金屬溫度(entire metal temperature)是否是最優(yōu)的水平；以及，如果全部金屬溫度不是最優(yōu)水平， 判定單元將用于調(diào)節(jié)打開(kāi)程度的信號(hào)傳送到操作單元的閥門，并調(diào)節(jié)管的 蒸汽流量。
判定單元安裝在每個(gè)通道的入口中有代表性的通道上，以識(shí)別由一個(gè) 閥門的操作引起的全部通道的管金屬溫度的改變。


通過(guò)以下結(jié)合附圖而獲得的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其它目的、特 征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，其中
圖1是示出一般的氣體/蒸汽熱交換器的管金屬溫度分布的曲線圖；以
及
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的管金屬溫度控制裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
此后，將參考附圖來(lái)詳細(xì)解釋本發(fā)明的通過(guò)蒸汽流量控制的管金屬溫 度控制裝置的操作和優(yōu)選實(shí)施例。
可以通過(guò)對(duì)在管金屬內(nèi)流動(dòng)的蒸汽的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)金屬溫度。 換句話說(shuō)，如果在高溫管的情況下通過(guò)流動(dòng)大量蒸汽來(lái)降低管金屬溫度， 在低溫管的情況下通過(guò)流動(dòng)少量蒸汽來(lái)升高金屬溫度，則管金屬溫度將變 均勻。
然而，由于金屬溫度分布根據(jù)操作狀態(tài)而改變，所以低溫部分可以變 為高溫部分，且相反，高溫部分可以變?yōu)榈蜏夭糠?。因而，不可能選擇固 定的流量控制指示器位置。為了解決這一問(wèn)題，在包括中心、四分之一、 四分之三以及右和左端位置的五個(gè)有代表性的位置上安裝了流量控制閥 門。
如圖1所示，整個(gè)溫度分布的變化通過(guò)對(duì)在熱交換器的有代表性的平 均位置中的流量進(jìn)行控制而減小，即，通過(guò)使少量蒸汽經(jīng)過(guò)期望的管來(lái)升 高金屬溫度，而通過(guò)使相同流量經(jīng)過(guò)除期望的管以外的管來(lái)降低其它的金 屬溫度。即使在任何位置出現(xiàn)金屬不平衡，也可以通過(guò)在中心、四分之一、 四分之三以及左和右端設(shè)置這種流量控制位置來(lái)糾正。
單獨(dú)地控制總體蒸汽流量是困難的，因?yàn)樾枰罅康陌惭b成本，難以 控制可變的溫度分布，且只要燃燒氣體(即高溫流體)的條件變化時(shí)就應(yīng) 該再次調(diào)節(jié)。然而，即使當(dāng)燃燒氣體的條件有不同的改變，通過(guò)調(diào)節(jié)中心、 四分之一、四分之三、以及左和右側(cè)的流量也可以保持適當(dāng)?shù)钠骄鶞囟龋?即通過(guò)使少量流量經(jīng)過(guò)期望的管以增加金屬溫度，并使大量流量經(jīng)過(guò)除期
望的管以外的管以降低溫度。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的管金屬溫度控制裝置的示意圖。
參考圖2，本發(fā)明的通過(guò)對(duì)鍋爐管進(jìn)行蒸汽流量控制的管金屬溫度控
制器件包括金屬溫度傳感器(沒(méi)有示出)，分別安裝在N個(gè)通道10上； 判定單元20，用于從金屬溫度傳感器接收金屬溫度信號(hào)并判定全部管的金
屬溫度是否為最優(yōu)水平；以及包括閥門30的操作單元，用于根據(jù)判定單元 20的控制信號(hào)對(duì)每個(gè)管的蒸汽流量進(jìn)行控制。
金屬溫度傳感器(沒(méi)有示出)安裝在每個(gè)通道10中，并感測(cè)每個(gè)管 的金屬溫度以將感測(cè)的溫度傳送給判定單元20。判定單元20從金屬溫度 傳感器接收每個(gè)管的金屬溫度，并分析全部管的金屬溫度狀態(tài)。即，判定 單元分析其是否高于金屬的允許溫度或者是當(dāng)與其它管相比時(shí)它是如何不 均勻，并當(dāng)需要控制時(shí)向閥門(即，操作單元30)給出控制指令。
金屬溫度傳感器有線或無(wú)線地連接到判定單元20，并傳送金屬溫度信 號(hào)。當(dāng)金屬溫度信號(hào)有線地傳送時(shí)，使用各種線纜將金屬溫度傳感器連接 到判定單元20。當(dāng)金屬溫度信號(hào)無(wú)線地傳送時(shí)，可以通過(guò)安裝無(wú)線卡來(lái)分 別使用金屬溫度傳感器和判定單元20。
在對(duì)全部管的金屬溫度進(jìn)行分析后，判定單元20判定全部管的金屬 溫度是否為最優(yōu)水平。作為判定的結(jié)果，如果全部管的金屬溫度不是最優(yōu) 水平，則判定單元傳送控制信號(hào)以調(diào)節(jié)閥門的打開(kāi)程度。
判定單元20有線或無(wú)線地連接到操作單元30的閥門，并傳送用于對(duì) 閥門的打開(kāi)程度進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制信號(hào)。當(dāng)控制信號(hào)有線地傳送時(shí)，使用各 種線纜將判定單元20連接到閥門，且當(dāng)控制信號(hào)無(wú)線地傳送時(shí)，可以通過(guò) 安裝無(wú)線卡來(lái)分別使用判定單元20和操作單元30的閥門。
另一方面，判定單元20還包括如監(jiān)視器的顯示單元，以實(shí)時(shí)顯示從 金屬溫度傳感器傳送的每個(gè)管的金屬溫度。因此，管理者可以確認(rèn)在顯示 單元上實(shí)時(shí)顯示的每個(gè)管的金屬溫度，并實(shí)時(shí)檢查全部管的金屬溫度。
從判定單元(20)接收控制信號(hào)的操作單元30的閥門，調(diào)節(jié)閥門的
打開(kāi)程度和蒸汽流量，以改變并調(diào)節(jié)每個(gè)管的金屬溫度。閥門安裝在每個(gè)
管中，以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)有關(guān)管的蒸汽流量，從而根據(jù)判定單元20的控制信號(hào)來(lái) 調(diào)節(jié)打開(kāi)程度。
將示意性地解釋使用對(duì)通過(guò)鍋爐管進(jìn)行蒸汽流量控制的管金屬溫度 控制裝置的管金屬溫度控制方法。
首先，安裝在每個(gè)通道10中的金屬溫度傳感器感測(cè)每個(gè)管的金屬溫 度，以將感測(cè)的溫度實(shí)時(shí)傳送到判定單元20。判定單元20實(shí)時(shí)地從金屬 溫度傳感器接收每個(gè)管的金屬溫度信號(hào)，分析每個(gè)管的金屬溫度并判定全 部管的金屬溫度是否為最優(yōu)水平。即，判定單元20基于接收的金屬溫度信 號(hào)來(lái)判定全部管的金屬溫度是否均勻。
作為判定的結(jié)果，如果全部金屬溫度為最優(yōu)水平，則判定單元20不 傳送用于調(diào)節(jié)閥門打開(kāi)程度的控制信號(hào)，以使閥門的當(dāng)前打開(kāi)程度保持原 樣，且如果全部金屬溫度不是最優(yōu)水平(即，如果全部管的金屬溫度不均 勻)，則判定單元20將用于調(diào)節(jié)打開(kāi)程度的信號(hào)傳送給閥門。然后，閥門
根據(jù)用于調(diào)節(jié)打開(kāi)程度的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)打開(kāi)程度以調(diào)節(jié)蒸汽流量。
從判定單元20接收用于調(diào)節(jié)打開(kāi)程度的信號(hào)的閥門可以根據(jù)情況來(lái)
改變。即，判定單元20通過(guò)調(diào)節(jié)閥門的打開(kāi)程度來(lái)調(diào)節(jié)蒸汽流量，該闕門
最靠近安裝在每個(gè)通道中的管當(dāng)中溫度不均勻的管，使得全部管的金屬溫
度變得均勻。
對(duì)本發(fā)明概括如下。
本發(fā)明涉及用于對(duì)在如鍋爐的熱交換器中蒸汽流動(dòng)于其中的管金屬 的溫度不平衡進(jìn)行控制的裝置和方法，其中鍋爐執(zhí)行氣體和蒸汽之間的熱 交換。流過(guò)熱交換器內(nèi)的管的蒸汽流動(dòng)重復(fù)這一過(guò)程，即從燃燒氣體吸熱、 并在蒸汽被加熱時(shí)沿著加熱的管被分開(kāi)和組合。這時(shí)，由于根據(jù)位置的燃 燒氣體的不均勻溫度分布，蒸汽流過(guò)的管金屬的溫度也不均勻。由于不均 勻的金屬溫度，金屬部分地被過(guò)加熱，因而容易引起如管爆裂的事故。
本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)消除管金屬的溫度不平衡而使溫度變化最
小化的方法。燃燒氣體的溫度分布的不平衡是燃燒的特有特性，實(shí)際上不 能消除。因而，本發(fā)明的目的是通過(guò)對(duì)在管金屬內(nèi)流動(dòng)的蒸汽的流量進(jìn)行 再分配來(lái)控制過(guò)熱的管金屬的溫度。
一種使管金屬溫度均勻的系統(tǒng)，其確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的管金屬溫度并通過(guò) 在有代表性的位置安裝對(duì)蒸汽流量進(jìn)行再分配的閥門來(lái)重新調(diào)節(jié)蒸汽流 量，該系統(tǒng)可以保持均勻的金屬溫度，防止由過(guò)熱的管引起的事故，增加 管的耐用性并降低維護(hù)和修理成本。
根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)對(duì)熱交換器管進(jìn)行蒸汽流量控制的管金屬溫度控 制裝置，通過(guò)在管的操作期間在線地對(duì)流過(guò)管的蒸汽流量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)， 可以保持管金屬溫度均勻地分布，并防止如管爆裂的事故。
同樣，可以實(shí)現(xiàn)均勻的管金屬溫度，這在常規(guī)技術(shù)中是不可能的?？?以連續(xù)地觀察并控制根據(jù)熱交換器的管金屬的操作條件而變化的過(guò)加熱和 溫度變化，且因而可以發(fā)現(xiàn)異常的操作并在早期階段對(duì)其進(jìn)行處理。因此， 可以最小化設(shè)備的異常運(yùn)行，并可以提高設(shè)備的運(yùn)行效率。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不離開(kāi)由以下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的 精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種替換、修改和改變。 因而，應(yīng)理解上述實(shí)施例只是用于說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)對(duì)鍋爐管進(jìn)行蒸汽流量控制的管金屬溫度控制裝置，包括金屬溫度傳感器，安裝在每個(gè)通道中，配置成感測(cè)每個(gè)管的金屬溫度；判定單元，配置成從所述金屬溫度傳感器接收金屬溫度信號(hào)，并判定全部管的金屬溫度是否是最優(yōu)水平；以及閥門，配置成通過(guò)根據(jù)所述判定單元的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)打開(kāi)的程度而對(duì)每個(gè)管的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2. 如權(quán)利要求1的管金屬溫度控制裝置，其中所述判定單元還包括 顯示單元，配置成實(shí)時(shí)顯示從所述金屬溫度傳感器接收的所述每個(gè)管的金 屬溫度。
3. 如權(quán)利要求1的管金屬溫度控制裝置，其中在所述金屬溫度傳感器 和所述判定單元之間以及在所述判定單元和所述閥門之間的信號(hào)傳送/接 收操作可以以有線或無(wú)線的方式來(lái)執(zhí)行。
4. 一種通過(guò)對(duì)鍋爐管進(jìn)行蒸汽流量控制的管金屬溫度控制方法，包括利用金屬溫度傳感器來(lái)感測(cè)安裝在每個(gè)通道中的每個(gè)管的金屬溫度，并將所感測(cè)的金屬溫度傳送到判定單元；分析所述每個(gè)管的金屬溫度，并判定總體金屬溫度是否是最優(yōu)水平； 以及，如果所述金屬溫度不是最優(yōu)水平，則將用于調(diào)節(jié)打開(kāi)程度的信號(hào)傳送 到閥門，并調(diào)節(jié)所述管的蒸汽流量。
5. 如權(quán)利要求4的管金屬溫度控制方法，其中所述判定單元調(diào)節(jié)設(shè)置 在中心、四分之一、四分之三以及左和右側(cè)位置的管的蒸汽流量，所述位 置對(duì)應(yīng)于在每個(gè)通道中安裝的管當(dāng)中有代表性的管。
6. 如權(quán)利要求5的管金屬溫度控制方法，其中所述判定單元通過(guò)減少 所述管的蒸汽流量來(lái)升高其它管的金屬溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)不均勻的管溫度進(jìn)行控制的裝置和方法，所述對(duì)不均勻的管溫度進(jìn)行控制是通過(guò)特別是當(dāng)在熱交換器中低溫流體在管內(nèi)流動(dòng)而高溫流體在管外流動(dòng)時(shí)，只對(duì)低溫流體的流量進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，在熱交換器中執(zhí)行在高溫流體和低溫流體之間的熱交換。即，本發(fā)明涉及一種通過(guò)對(duì)熱交換器進(jìn)行流量控制的金屬溫度控制裝置，所述管金屬溫度控制裝置包括金屬溫度傳感器，安裝在每個(gè)通道中，用于感測(cè)每個(gè)管的金屬溫度；判定單元，用于從金屬溫度傳感器接收金屬溫度信號(hào)，并判定全部管的金屬溫度是否是最優(yōu)水平；以及判定單元，用于通過(guò)根據(jù)判定單元的控制信號(hào)對(duì)打開(kāi)程度調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)每個(gè)管的蒸汽流量。
文檔編號(hào)F22B35/00GK101187468SQ20061014544
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者張碩元 申請(qǐng)人:韓國(guó)電力公社