炉膛出口烟气测温装置的分析与比较

炉膛出口烟气测温装置的分析与比较

发表时间：2017-12-29T22:23:12.727Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：卢小明

[导读] 摘要：对于火电厂来讲，锅炉安全与整个火电厂的正常运行具有内在的联系，其中关键应当落实于烟气测温。

（中国电建集团核电工程公司山东省 250101）

摘要：对于火电厂来讲，锅炉安全与整个火电厂的正常运行具有内在的联系，其中关键应当落实于烟气测温。通过运用烟气测温的方式，就能测出炉膛出口在各个时间段的烟气温度，据此得出相应的参数。具体而言，火电厂应当把烟气测温的装置安装于炉膛出口的位置上，进而实现了全过程的温度测定。由此可见，烟气测温装置适合用来测定炉膛出口的实时性温度，据此实现精确的比较分析。

关键词：炉膛出口；烟气测温装置；比较分析

近些年以来，火电厂的整体规模正在迅速扩大，火电厂如果要实现正常运行，那么不能缺少烟气测温装置作为辅助。相比于传统装置，建立于声波测温或者红外测温之上的烟气测温装置具备独特的技术优势，因此有助于节省测温成本[1]。同时，烟气测温的方式也适合运用于连续性与长期性的炉膛测温，针对炉膛出口在各个时间段的温度都能进行精确测定，确保符合测温精确性的基本要求。

一、烟气测温装置现存的运行状况

从目前的现状来看，火电厂锅炉应当属于关键的装置，对于锅炉应当可以保证正常运行。因此可见，炉膛出口是否具备适当的烟气温度，直接关系着整体上的锅炉运转。如果有必要开展燃烧调整试验，关键应当落实于参数监测[2]。实际上，炉膛出口的部位是否符合特定的烟气温度，决定了火焰燃烧的真实状况。现阶段很多火电厂正在尝试在线性的炉膛烟气测温，然而截至目前仍然表现为如下的运行缺陷：

首先，炉膛出口的部位具有很高的烟气温度。受到较高烟气温度带来的影响，炉膛很有可能掉渣或者结焦。在火焰偏斜的状态下，水冷壁就会受到结焦或者磨损等不良的影响。在情况严重时，蒸汽温度就会变得更高，甚至引发了管壁超温的现象。

其次，在启动过程中，炉膛出口呈现了过快的烟气升温状态，对于再热器进行了过快的燃烧。因此可见，再热器本身具有相对较快的燃烧速度，与之相应的高温蠕变也会由此而产生[3]。严重的情况下，就会突然出现管道爆裂的故障。

第三，烟气升温的速度过快，炉膛温度整体上就可能出现失控，进而被迫停机。炉膛出口涉及到很多的关键参数，因此亟待改进现有的测温装置，确保实现精确度更高的测温操作。

二、对比与分析各类测温方式

在测定烟气温度的整个过程中，传统测温方式多数采用烟温探针，测量启动时锅炉炉膛出口烟温。从基本特征来看，烟温探针是一种将热电耦送入炉膛或烟道，监测烟气温度的机电设备[4]。探针头部可以用来固定热电偶，在烟气中作伸缩运动。可实现就地、远程自动操作。运用烟气测温的方式来测定炉膛中的出口温度，具体来讲包含了如下的措施：

（一）烟气测温的传统方式

锅炉启动期间，应当监测炉膛出口处的烟气温度，防止再热器管子烧坏。同时也可以作为辅助控制工具，测量锅炉低负荷运行时的烟气温度。探针头部与热电偶应当结合在一起，在此前提下实现了远程操控的烟气测温。在启动锅炉时，对于炉膛出口应当实现精确的监测，避免烧毁再热器的管道。与此同时，锅炉如果承受相对较低的负荷量，那么探针也能用来完成测温[5]。

具体在运行时，对于探针可以借助推动器的作用力，从而在炉膛的特定位置上送入热电偶。在上述状态下，在集控室DCS显示器上能够显示实时的炉膛出口烟气温度，运行人员通过测量温度监视和运行。在运行过程中，也可以在任意位置手动控制探针的进、退、停。当测得炉温达到设定值时，发出报警，并退回探针。因此可见，待测对象与热电偶之间应当可以直接接触，而中间介质并不会因此而遭受影响。此种方式的缺陷为：探针深入炉膛很长，笨重、易变形卡涩，故障率高，允许使用温度范围和作用也有限。

（二）在线的红外测温

在线进行的红外测温不能缺少远程探测器作为辅助，通常为红外探测器。具体在测温时，锅炉内部的煤炭在剧烈燃烧的前提下，就能生成特定浓度的二氧化碳。受到高温带来的影响，红外辐射将会由此而产生。红外滤波器设有红外眼的装置，因此仅能通过二氧化碳。对于电热性的薄膜元件来讲，红外线对此能够产生特定的光谱感应，在此前提下判断烟气温度。通常情况下，可以在燃烧器的特定位置上安装检测烟温的专用元件，据此来测量烟道入口或者炉膛部位的烟气温度。

与传统模式相比来看，红外眼本身具有静止性的特征，对于机械运动涉及到的各种故障都能予以全面的避免。如果有必要测定烟温的偏差，那么通常都要借助炉膛两侧的测温装置来进行。此外，运用上述方式还能保证各个时间段的烟温平衡，对于其中涉及到的最高烟温能实现连续监测，防止水冷壁突然出现爆裂或者其他不良现象。除此以外，红外线对于烟气温度也能予以精确记录，有利于保护吹灰器并且减小了受热面。然而此种方式也具有局限性，这是由于受飞灰颗粒成分浓度和分布的影响、镜头污染以及复杂图象处理算法等影响，测量误差相对较大，而被测量区域也存在很大的不确定性。加上采光系统复杂，结焦或积灰使镜头保养困难，从而使这类系统在炉膛烟温测量的工程实际应用中受到限制。

（三）在线的声波测温

最近几年，在线声波测温更多运用于测定炉膛温度，因地制宜实现了全过程的测温处理。具体来讲，声波测温运用的在线测量措施具有显著的优势，对于较大的误差进行了避免。因此可见，在线的声波测温体现为独特的测温优势，近些年以来此种测温措施受到了更多的关注。在线测温应当针对炉膛声波，上述测温方式的前提在于已知两个测温点之间的精确距离，然后对于声波速度也要进行确定[6]。由此可以得知，在线的声波测温适合运用于炉膛测温，确保实现全方位的精确测量。

此外，对于声波发生器至少需要保持在170dB的声波强度，在此基础上避免声波衰减的误差产生。在某些情况下，如果锅炉容量已经超出了300MW，那么至少应当将其控制在25bar的气源压力。在声波测温中，应当因地制宜选择特定的配置方案，具体来讲涉及到双层或者单层的炉膛配置方式。由此可见，如果要顺利启动锅炉那么不能缺少在线声波测温的装置，此类测温装置也有助于减少成本，确保限制在特定的测温偏差限度内。由于声波测温具备上述的优势，因此正在受到更多企业的认同。

结束语

炉膛出口烟温测量有助于确保测温结论的精确性，避免过大的偏差。现阶段很多国内火电站还在使用传统的烟温探针用于测量锅炉炉膛出口温度。随着科技的发展，火电站运行的成熟，越来越多的火电站采用其他方式进行炉膛出口烟气温度的测量。截至目前，与烟气测