專利名稱：電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電站鍋爐技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國發(fā)電行業(yè)的高速發(fā)展，超臨界和超超臨界發(fā)電機(jī)組大量投運(yùn)，鍋爐等級、溫度、壓力等參數(shù)隨著提升。目前金屬材料已經(jīng)用到了接近最高耐溫等級，相應(yīng)的材料在應(yīng)力超溫方面的裕量越來越小，運(yùn)行中多項因素都會引起超溫現(xiàn)象，還引發(fā)了由于材料超溫造成的管內(nèi)氧化皮的生成過快并脫落引起堵塞爆管等問題。鍋爐爆管事故不但會造成上千萬元的直接經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致管組壽命大幅度減小，而且還存在連續(xù)爆管的隱患。為了消除電站鍋爐過熱器和再熱器管系在運(yùn)行中因管壁超溫引起的爆管，以及延緩管內(nèi)氧化皮生成速度和脫落可控以及延長管系的使用壽命，更好地實現(xiàn)電站鍋爐爐內(nèi)管系的狀態(tài)檢修， 急需提出一種電站鍋爐過熱器和再熱器管系內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，對電站鍋爐過熱器和再熱器管系的實時在線運(yùn)行情況、動態(tài)壁溫、金屬應(yīng)力強(qiáng)度超溫范圍、管內(nèi)氧化皮生成情況進(jìn)行實時監(jiān)測。其經(jīng)濟(jì)利益、節(jié)能減排及運(yùn)行可靠性要求突出而且迫切，與我國12. 5規(guī)劃中國家能源建設(shè)密切相關(guān)。經(jīng)對現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)①專利申請名稱一種檢測鍋爐彎管內(nèi)氧化皮堆積量的方法，專利申請?zhí)?200910226739. 3，專利公開號CN 101782420，該技術(shù)自述包括下述步驟(1)現(xiàn)場擇取樣品；( 模擬現(xiàn)場，在樣管一端加入氧化皮；(3)磁化處理；(4)測出剩磁磁場強(qiáng)度值；(5)遞加氧化皮；(6)重復(fù)步驟(3)、步驟(4) ； (7)重復(fù)步驟(5)、步驟(6) ； (8)建立關(guān)系曲線圖； (9)現(xiàn)場檢測，磁化處理；(10)測出剩磁磁場強(qiáng)度值B; (11)使用關(guān)系曲線圖對照被檢測彎管，查出現(xiàn)場被檢測的鍋爐彎管內(nèi)的氧化皮堆積量。首先，該技術(shù)的應(yīng)用范圍很有限，其僅對已經(jīng)生成的管內(nèi)氧化皮堆積量進(jìn)行檢測， 而沒有技術(shù)措施減緩氧化皮生成的功能。其次，該技術(shù)無法實現(xiàn)在線動態(tài)監(jiān)測。第三，該技術(shù)無法對馬氏體鋼管進(jìn)行檢測。②專利申請名稱一種超臨界鍋爐高溫受熱面管內(nèi)氧化皮探測儀及探測方法，專利申請?zhí)?01010019498. 8，專利公開號=CN 101750011A，該技術(shù)自述探測方法是通過測量探頭和基準(zhǔn)探頭分別把來自受檢管的待測部位和無氧化皮部位的磁信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，該兩個電壓信號經(jīng)放大電路放大后通過減法器獲得差值電壓信號，由A/D轉(zhuǎn)換器將差值電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，該數(shù)字信號由單片機(jī)處理后送到顯示器顯示。該技術(shù)的應(yīng)用范圍很有限，其僅對停運(yùn)的鍋爐上對管內(nèi)氧化皮作出量化的探測， 并沒有對運(yùn)行中鍋爐的管內(nèi)氧化皮進(jìn)行監(jiān)測。③專利申請名稱超臨界鍋爐高溫管內(nèi)氧化皮堵塞在線預(yù)警裝置及預(yù)警方法，專利申請?zhí)?01010522422. 7，專利公開號CN 10205^62A，該技術(shù)自述包括依次信號連接的溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、預(yù)警控制器和報警設(shè)備，所述溫度傳感器分布在鍋爐出口集箱附近的各個高溫管道上。由于超臨界鍋爐管壁溫度與管內(nèi)氧化皮堵塞存在強(qiáng)烈的耦合關(guān)系，當(dāng)管道的溫度偏差大于預(yù)先設(shè)定值S 1和壁溫變化率大于預(yù)先設(shè)定值 δ 2時，即可以預(yù)測該管道發(fā)生氧化皮堵塞，從而發(fā)出堵塞預(yù)警信號。該預(yù)警裝置還可以顯示超臨界鍋爐不同高溫管屏管壁溫度及其變化率的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，同時兼有超溫報警、趨勢報警的功能。該技術(shù)利用這些測點(diǎn)所測量的溫度與管內(nèi)氧化皮堵塞作藕合關(guān)系來監(jiān)測氧化皮堵塞的方法效率是不高的。因為(1)電站鍋爐中一個管組具有上千甚至幾千根管子，不可能每根管子上裝設(shè)測點(diǎn)。如果沒有正確選擇這些測點(diǎn)的布置位置和安裝方法，這些測點(diǎn)的代表性就不高，正好測到溫度最高的氧化皮堵塞管子的概率是很低的。(2)沒有對一個管組中所有管子爐內(nèi)各計算管段的汽溫和壁溫進(jìn)行全覆改的準(zhǔn)確計算，不可能監(jiān)測到各根管子內(nèi)壁氧化皮生成的速率和厚度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，提出一種電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法。本發(fā)明實現(xiàn)過熱器和再熱器管系管內(nèi)氧化皮生成實時動態(tài)計算監(jiān)測，實現(xiàn)了電站鍋爐過熱器和再熱器管系的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并為鍋爐的狀態(tài)檢修提供了直接的數(shù)據(jù)支持。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明包括以下步驟步驟1、從現(xiàn)場爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)在線計算數(shù)據(jù)庫讀取實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)；步驟2、讀取步驟1的實時數(shù)據(jù)，計算管子內(nèi)壁工質(zhì)的邊界層溫度；步驟3、讀取步驟1的實時數(shù)據(jù)，計算金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度和金屬內(nèi)壁氧化加劇
溫度裕量；步驟4、讀取步驟1的實時數(shù)據(jù)，計算管內(nèi)氧化皮實時生成厚度；步驟5、分離出爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度裕量和管內(nèi)氧化皮實時生成厚度數(shù)據(jù)存入?yún)R總數(shù)據(jù)庫，動態(tài)統(tǒng)計和顯示爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的當(dāng)前金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度裕量、管內(nèi)氧化皮厚度和當(dāng)前管段材料和規(guī)格，并按照排序自動生成直觀的分布圖表和列表；步驟6、各監(jiān)測管段的氧化頻次、氧化加劇溫度裕量、氧化時間、管內(nèi)氧化皮厚度的分布情況顯示。其中步驟1所述的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)，是指高溫受熱面管系各計算監(jiān)測點(diǎn)的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)。步驟1所述的讀取實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)，方法如下①建立與現(xiàn)場實時爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)所提供的爐內(nèi)各管系的管段數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)相應(yīng)的實時數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)；②利用現(xiàn)場實時爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)所提供的爐內(nèi)各管系的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫地址，通過API接口，實時讀取到已建立的本地服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。步驟2中所述的內(nèi)壁工質(zhì)邊界層溫度tbj為
tbj = tb-β qmXRbj/2其中，tb為管壁熱阻均分點(diǎn)的管壁溫度；β為管子外徑與內(nèi)徑之比；qm為監(jiān)測點(diǎn)管子的外壁沿周界最大熱負(fù)荷；Rbj為管子內(nèi)壁工質(zhì)邊界層熱阻。步驟3中所述的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度裕量tyy為tyy = tyj-tbj式中，tyj為金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度；tbj為管子內(nèi)壁工質(zhì)邊界層溫度。所述的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度，是指決定于金屬的材質(zhì)和鋼材的熱處理過程的溫度。金屬成分中耐高溫合金元素鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、釩(V)和鈮(Nb)等成分含量高， 以及晶粒細(xì)的鋼材，金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度tyj值高。同時管子內(nèi)壁經(jīng)過細(xì)晶?；驀娡璧忍幚淼匿摬?例如super 304H鋼材)，tyj值也比未經(jīng)處理的鋼材高。步驟4中所述的管內(nèi)氧化皮實時生成厚度是指在線監(jiān)測系統(tǒng)的兩個動態(tài)計算時間段τ內(nèi)，管子的內(nèi)壁氧化皮實時生成厚度δρ為δ ρ = (2KXe(Q/EtbJ) )°·5ΧΡ°·07Χ τ0'5式中Ρ為鍋爐運(yùn)行壓力；tbj為內(nèi)壁工質(zhì)邊界層溫度；τ為計算的時間間隔；K、 Q、R為與材料有關(guān)的特性參數(shù)，鋼材金屬成分中耐高溫合金元素鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、 釩(V)和鈮(Nb)等成分含量高，以及晶粒細(xì)的鋼材，K值和Q值減小，R值則基本不變，為 8. 314J/kmol 左右。步驟5中所述的動態(tài)統(tǒng)計爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫裕量和管內(nèi)氧化皮實時生成厚度數(shù)據(jù)，是按照排序自動生成直觀的分布圖表和列表，其步驟如下①按各管組屏號為橫坐標(biāo)、以氧化加劇頻次、氧化加劇溫度裕量、氧化加劇時間、 管內(nèi)氧化皮厚度為縱坐標(biāo)，以散點(diǎn)矢量圖和列表的方式顯示前100 800管段的氧化加劇頻次、氧化加劇溫度裕量、氧化加劇時間、管內(nèi)氧化皮厚度的分布圖和列表；②當(dāng)鼠標(biāo)放到各散點(diǎn)上時出現(xiàn)鼠標(biāo)響應(yīng)框，內(nèi)容為該管段的部位、材料規(guī)格及氧化加劇頻次、氧化加劇溫度裕量、氧化加劇時間和管內(nèi)氧化皮厚度。步驟5中所述的存入?yún)R總數(shù)據(jù)庫，是指把管內(nèi)氧化皮生成加速報警的管段，按照報警時間、溫度裕量記入數(shù)據(jù)庫，以及把爐內(nèi)各監(jiān)測管段的管內(nèi)氧化皮實時生成厚度的計算數(shù)值累計加入數(shù)據(jù)庫，形成歷史數(shù)據(jù)庫。步驟5中所述的動態(tài)統(tǒng)計和顯示，是指用戶在“管內(nèi)氧化監(jiān)測報警”菜單中選擇不同的管組進(jìn)入后，看到的是歷史中發(fā)生過管內(nèi)氧化加劇的管段的抗氧化允許溫度的報警溫度、報警時長、最高壁溫、該管段的管內(nèi)氧化皮厚度和當(dāng)前管段的材料和規(guī)格。本發(fā)明在計算出金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度和管內(nèi)氧化皮實時生成厚度時，現(xiàn)有技術(shù)對鍋爐過熱器再熱器運(yùn)行安全性計算中，沒有爐內(nèi)各點(diǎn)內(nèi)壁氧化皮生成厚度和氧化皮生成速度加劇溫度的計算，而在現(xiàn)代大容量、高參數(shù)鍋爐的實踐經(jīng)驗表明，許多超溫和爆管事故都是管內(nèi)氧化皮生成的速度過高所引起。本發(fā)明是根據(jù)實時運(yùn)行的鍋爐壓力和溫度，在線動態(tài)計算爐內(nèi)各點(diǎn)管子的內(nèi)壁蒸汽邊界層溫度，邊界層溫度與材料的氧化加劇溫度相比較得出氧化皮生成速度加劇溫度裕量，采用內(nèi)壁蒸汽邊界層溫度與材料的氧化加劇溫度相比較得出氧化皮生成速度加劇溫度裕量，是因為在管子內(nèi)壁蒸汽的邊界層中，蒸汽與材料的熱量交換和質(zhì)量交換最為劇烈。在這一層中，蒸汽中的A與管壁金屬中的狗反應(yīng)生成!^e3O4和I^e2O3的反應(yīng)也最為劇烈。本發(fā)明為了消除和減緩電站鍋爐過熱器和再熱器管系在運(yùn)行中因為管內(nèi)氧化皮生成速度的加快和脫落造成的爆管和對停爐檢修時對管內(nèi)氧化皮的狀態(tài)管理提供數(shù)據(jù)支持，可以延長高溫管系的使用壽命。本發(fā)明根據(jù)實時爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)的實時在線運(yùn)行情況、動態(tài)壁溫、金屬應(yīng)力強(qiáng)度超溫范圍，對管內(nèi)氧化皮生成進(jìn)行計算，給出電站鍋爐延長管系的使用壽命的管系內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落控制的措施。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的技術(shù)效果和技術(shù)進(jìn)步(1)本發(fā)明通過在線報警的方式，避免了在鍋爐運(yùn)行過程中爐內(nèi)管段因溫度過高造成管內(nèi)氧化皮生成加劇現(xiàn)象的發(fā)生；( 本發(fā)明通過每分鐘2次在線計算的方式，精確的得到各監(jiān)測管段的管內(nèi)氧化皮累積厚度，避免了停爐離線割管檢查，同時便于管內(nèi)氧化皮的管理；(3)本發(fā)明根據(jù)累積的管內(nèi)氧化皮厚度數(shù)據(jù)，可自動給出管內(nèi)氧化皮預(yù)防運(yùn)行中脫落部位和方案措施，實現(xiàn)了電廠對管內(nèi)氧化皮的狀態(tài)檢修。本發(fā)明實現(xiàn)了過熱器和再熱器管系爐內(nèi)管內(nèi)氧化皮生成在線計算和在線監(jiān)測，能夠延緩管內(nèi)氧化皮生成速度和脫落可控以及延長管系使用壽命的技術(shù)效果；解決了當(dāng)前我國的電站鍋爐技術(shù)領(lǐng)域急需解決的重大的技術(shù)難題，避免電站鍋爐因為管內(nèi)氧化皮脫落堵管引起的爆管，給企業(yè)、給國家造成的巨大的直接經(jīng)濟(jì)損失。具體效益指標(biāo)如下①啟停爐效益分析以一臺鍋爐每年減少一次非停、每次停爐搶修6天、負(fù)荷率 60%、發(fā)電利潤按0. 1元/kWh計算的經(jīng)濟(jì)效益為(以下數(shù)據(jù)不包括電網(wǎng)對非停事故的罰款)容減少啟停損失多發(fā)電量減少經(jīng)濟(jì)損失
1000MW超超臨界鍋爐^^O萬元8640萬kWh 944萬元
660Mff超超臨界鍋爐55萬元5703萬kffh625. 3萬元
600Mff亞超臨界鍋爐—50萬元5184萬kWh568· 4萬元
300Mff亞臨界鍋爐25萬元2592萬kWh284. 2萬元 ②避免降參數(shù)運(yùn)行在節(jié)能減排方面的經(jīng)濟(jì)效益以1000MW機(jī)組為例，設(shè)計供電煤耗為^Og/kWh。按照BMCR、主蒸汽和再熱蒸汽同時降溫15°C，平均負(fù)荷為75% BMCR，年運(yùn)行7000小時計算
項目年減少量經(jīng)濟(jì)效f
節(jié)煤(標(biāo)煤) 11812噸 1181萬元廠循環(huán)熱效率降低0.75%-0.8% _③電廠因延長過熱器再熱器高溫管屏使用壽命的經(jīng)濟(jì)效益以一臺600MW鍋爐為例，鍋爐鋼材總重25000噸，受壓部件重7500噸。其中高溫管屏高級耐溫合金鋼的重量為四30噸，造價超過1億元人民幣，其設(shè)計壽命為10萬小時。 以延長高溫管屏的使用壽命2萬小時計算，經(jīng)濟(jì)效益超過2千萬人民幣，也是非?？捎^的。 2007年，從日本進(jìn)口的HR3C、SUPER304H兩種管材價格漲價三倍，達(dá)到每噸30萬元以上，因此更加需要通過精心運(yùn)行延長其使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益。④社會效益我國電廠因鍋爐發(fā)生爆管的事故很多(進(jìn)口鍋爐，例如某電廠自美國i^osterwheeler公司進(jìn)口的600MW鍋爐前屏式過熱器熱器、北侖電廠自美國CE公司進(jìn)口的600MW鍋爐末級再熱器和末級過熱器，以及另一個某電廠自美國B&W公司進(jìn)口的600麗鍋爐屏式過熱器)。據(jù)統(tǒng)計，全國每年發(fā)生的過熱器再熱器爆管有幾百起。如果采用本發(fā)明就可防止事故發(fā)生，經(jīng)濟(jì)效益將是非常巨大的，并且可避免因鍋爐超溫引起的爆管停電所造成的地區(qū)經(jīng)濟(jì)損失，特別是在夏冬季用電高峰季節(jié)，其社會效益和間接經(jīng)濟(jì)效益更為顯
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圖1為本發(fā)明實施步驟方框示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。實施例本實施例為某發(fā)電廠1000MW超超臨界電站鍋爐，高溫再熱器管系采用圖1所示的實施步驟方框示意圖。本實施例1000MW超超臨界鍋爐高溫再熱器共有44片屏，每片屏有M根管子。共計1056根管子，計算6336個計算點(diǎn)。本實施例包括以下步驟第一步從現(xiàn)場實時爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫讀取高溫受熱面管系各計算監(jiān)測點(diǎn)的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)；根據(jù)爐內(nèi)實時壁溫系統(tǒng)的爐內(nèi)各管系的管段數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，建立對應(yīng)的實時數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。再根據(jù)現(xiàn)場實時爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)所提供的爐內(nèi)各管系的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫地址，通過API接口，以每分鐘2次的時間間隔實時讀取到已建立的本地服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。第二步根據(jù)步驟1讀取的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)，計算管子內(nèi)壁工質(zhì)的邊界層溫度；管子內(nèi)壁工質(zhì)的邊界層溫度tbj = tb-^qmXRbj/2其中，tb為讀取的管壁熱阻均分點(diǎn)的管壁溫度；β為管子外徑與內(nèi)徑之比；qm為監(jiān)測點(diǎn)管子的外壁沿周界最大熱負(fù)荷；Rbj為管子內(nèi)壁工質(zhì)邊界層熱阻。本實施例1000MW超超臨界電站鍋爐高溫再熱器6336個計算點(diǎn)的爐內(nèi)管壁熱阻均分點(diǎn)壁溫的計算值范圍在570 660°C之間。第三步根據(jù)內(nèi)壁工質(zhì)的邊界層溫度，計算管子金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度和金屬內(nèi)壁氧化加劇裕量。管子金屬內(nèi)壁氧化加劇裕量tyy = tyj-tbj其中，tyj為金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度；tbj為管子內(nèi)壁工質(zhì)邊界層溫度。本實施例1000MW超超臨界電站鍋爐高溫再熱器6336個計算點(diǎn)的內(nèi)壁工質(zhì)邊界層
8溫度tbj計算值范圍在565 650°C之間。各種金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度tyj主要決定于金屬的材質(zhì)和鋼材的熱處理過程。金屬成分中耐高溫合金元素鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、釩 (V)和鈮(Nb)等成分含量高，以及晶粒細(xì)的鋼材，金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度tyj值高。同時管子內(nèi)壁經(jīng)過細(xì)晶粒或噴丸等處理的鋼材(例如super 304H鋼材)，tyj值也比未經(jīng)處理的鋼材高。本實施例1000MW超超臨界電站鍋爐高溫再熱器管屏所使用的鋼材為T92、HR3C和 Super304H三種。在本實施例中分別取這三種鋼材的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度tyj為620°C、 665 °C 和 650 °C ο本實施例對各種耐溫鋼材按它們不同熱處理情況所確定的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度tyj見下表
權(quán)利要求
1.一種電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、從現(xiàn)場爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)在線計算數(shù)據(jù)庫讀取實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)；步驟2、讀取步驟1的實時數(shù)據(jù)，計算管子內(nèi)壁工質(zhì)的邊界層溫度；步驟3、讀取步驟1的實時數(shù)據(jù)，計算金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度和金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度裕量；步驟4、讀取步驟1的實時數(shù)據(jù)，計算管內(nèi)氧化皮實時生成厚度；步驟5、分離出爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度裕量和管內(nèi)氧化皮實時生成厚度數(shù)據(jù)存入?yún)R總數(shù)據(jù)庫，動態(tài)統(tǒng)計和顯示爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的當(dāng)前氧化加劇溫度裕量、管內(nèi)氧化皮厚度和當(dāng)前管段材料和規(guī)格，并按照排序自動生成直觀的分布圖表和列表；步驟6、各監(jiān)測管段的氧化頻次、氧化加劇溫度裕量、氧化時間、管內(nèi)氧化皮厚度的分布情況顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟1所述的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)，是指高溫受熱面管系各計算監(jiān)測點(diǎn)的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟1所述的讀取實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)，方法如下①建立與現(xiàn)場實時爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)所提供的爐內(nèi)各管系的管段數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)相應(yīng)的實時數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)；②利用現(xiàn)場實時爐內(nèi)壁溫系統(tǒng)所提供的爐內(nèi)各管系的實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫地址，通過API接口，實時讀取到已建立的本地服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟2中所述的內(nèi)壁工質(zhì)邊界層溫度為tbj = tb-^qmXRbj/2其中，tb為管壁熱阻均分點(diǎn)的管壁溫度；j為一管壁熱阻均分點(diǎn)；β為管子外徑與內(nèi)徑之比；qm為監(jiān)測點(diǎn)管子的外壁沿周界最大熱負(fù)荷；Rbj為管子內(nèi)壁工質(zhì)邊界層熱阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟3中所述的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度裕量為tyy = tyj-tbj式中，tyj為金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度；tbj為管子內(nèi)壁工質(zhì)邊界層溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者5所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟3中所述的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度，是指決定于金屬的材質(zhì)和鋼材的熱處理過程的溫度，金屬成分中耐高溫合金元素鎳、鉻、鉬、釩和鈮成分含量高、晶粒細(xì)的鋼材金屬，內(nèi)壁氧化加劇溫度就高；管子內(nèi)壁經(jīng)過細(xì)晶?；驀娡杼幚淼匿摬?，該鋼材金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度也高也比未經(jīng)處理的鋼材高。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟4中所述的管內(nèi)氧化皮實時生成厚度是指在線監(jiān)測系統(tǒng)的兩個動態(tài)計算時間段τ內(nèi)，管子的內(nèi)壁氧化皮實時生成厚度δρ為δρ = (2KXe(Q/EtbJ))°-5XP°-07X τ0.5式中Ρ為鍋爐運(yùn)行壓力；tbj為內(nèi)壁工質(zhì)邊界層溫度；τ為計算的時間間隔，每60秒為一次間隔；K、Q、R為與材料有關(guān)的特性參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟5中所述的爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度裕量和管內(nèi)氧化皮實時生成厚度數(shù)據(jù)，按照排序自動生成直觀的分布圖表和列表，其步驟如下①按各管組屏號為橫坐標(biāo)、以氧化加劇頻次、氧化加劇溫度裕量、氧化加劇時間、管內(nèi)氧化皮厚度為縱坐標(biāo)，以散點(diǎn)矢量圖和列表的方式顯示前100 800管段的氧化加劇頻次、 氧化加劇溫度裕量、氧化加劇時間、管內(nèi)氧化皮厚度的分布圖和列表；②當(dāng)鼠標(biāo)放到各散點(diǎn)上時出現(xiàn)鼠標(biāo)響應(yīng)框，內(nèi)容為該管段的部位、材料規(guī)格及氧化加劇頻次、氧化加劇溫度裕量、氧化加劇時間和管內(nèi)氧化皮厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟5中所述的存入?yún)R總數(shù)據(jù)庫，是指把管內(nèi)氧化皮生成加速報警的管段，按照報警時間、溫度裕量記入數(shù)據(jù)庫，以及把爐內(nèi)各監(jiān)測管段的管內(nèi)氧化皮實時生成厚度的計算數(shù)值累計加入數(shù)據(jù)庫，形成歷史數(shù)據(jù)庫。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，其特征是，步驟5中所述的動態(tài)統(tǒng)計和顯示，是指用戶在“管內(nèi)氧化監(jiān)測報警”菜單中選擇不同的管組進(jìn)入后，看到的是歷史中發(fā)生過管內(nèi)氧化加劇的管段的抗氧化允許溫度的報警溫度、報警時長、最高壁溫、該管段的管內(nèi)氧化皮厚度和當(dāng)前管段的材料和規(guī)格。
全文摘要
一種電站鍋爐技術(shù)領(lǐng)域的電站鍋爐管系管內(nèi)氧化皮減緩生成和脫落可控的方法，步驟如下從現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫讀取實時金屬壁溫和應(yīng)力數(shù)據(jù)；計算管子內(nèi)壁工質(zhì)的邊界層溫度；計算金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度和金屬內(nèi)壁氧化加劇溫度裕量；計算管內(nèi)氧化皮實時生成厚度；動態(tài)統(tǒng)計和顯示爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的當(dāng)前氧化加劇溫度裕量、管內(nèi)氧化皮厚度和當(dāng)前管段材料和規(guī)格，以及各監(jiān)測管段的氧化頻次、氧化加劇溫度裕量、氧化時間、管內(nèi)氧化皮厚度的分布情況顯示。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確給出電站鍋爐高溫管系各監(jiān)測管段的管內(nèi)氧化皮生成情況和生成原因，并可通過運(yùn)行調(diào)整和預(yù)警措施，實現(xiàn)減緩氧化皮生成和對脫落預(yù)防，避免爆管給企業(yè)和國家造成巨大損失。
文檔編號F22B37/38GK102494327SQ20111042601
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者王孟浩, 王衡 申請人:上海望特能源科技有限公司