发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判装置及方法与流程

本发明涉及发电厂换热技术领域，特别是一种发电厂锅炉烟道安装的低温省煤器管束泄露的预判装置与方法。

背景技术：

火力发电厂消耗我国煤炭总产量的50%，其排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项，一般在5～8%，占锅炉总热损失的80%或更高。影响排烟热损失的主要因素是锅炉排烟温度，一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.5%。我国现役火电机组中锅炉排烟温度普遍维持在125～150℃左右水平，排烟温度高是一个普遍现象。另外，排烟温度升高，电除尘器效率下降；使得风机、除尘器工作环境恶化，缩短设备使用寿命；对于湿法脱硫系统，排烟温度过高将耗费大量的减温水，脱硫效率降低，烟气含水量增加，烟囱运行工况恶化。

为了合理利用锅炉排烟热量，降低锅炉排烟损失，目前发电厂一般在尾部烟道安装低温省煤器，回收锅炉排烟损失，达到节约能源、降低能耗、减少污染排放的目的。由于省煤器安装于烟道中，烟气中含有一定浓度的烟尘，特别是安装于除尘器前端的省煤器，烟尘浓度较高，会对省煤器的换热器管束造成比较严重的磨损。

目前判断管束泄露一般为目视，也就是烟道有水流出；或通过烟温、水温变化,需要有经验的值班人员才能判断;或者在烟道内安装泄露报警探测装置,原理是管束泄露水流出,改变了烟气的湿度或导电度,仪器判断报警。但这些泄露报警都是换热管束真正泄露水流出之后，触发报警或水从烟道流出，属于事后判断，带来的管束堵灰损失已不可避免。

换热管束磨损泄漏后，当泄露比较小时，水汽和烟尘顺烟气方向流动，不易察觉；泄露增大后，水顺烟道流出，这时一般会引起换热管束受热面严重堵灰，烟气流动通道减小，阻力增大，风机出力增大，影响发电机组负荷。对于循环流化床机组，炉内加石灰石脱硫，省煤器管束发生泄露后，烟灰遇水会凝结成类似水泥块的硬垢，处理更为耗时、费力，另外换热管束均为加强换热的翅片管，翅片间隙基本堵满积灰，无法彻底恢复，严重影响换热效率，有的甚至报废。

管束泄漏后，一般采取切换隔离相应的联箱组，看外泄露水量大小判断泄露部位，时间长，工人操作量大，有的不好判断，只好整体隔离，失去省煤器应有作用，由于管束阻力的存在，还带来增加风机能耗，严重的影响发电负荷甚至停机。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露的提前预判装置及方法，以在省煤器换热管束磨损泄露前提前报警，隔离即将泄露的管束区域，防止管束泄露后造成换热管堵灰引起的影响机组发电负荷甚至停机的隐患发生。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判装置，包括设置在锅炉烟道中位于每套换热管束烟气进口端的若干假管组，每个假管组又至少包含两根横置在锅炉烟道中垂直于烟气行走方向的假管，位于锅炉烟道中的假管一端封闭设置，伸出锅炉烟道外的假管端部通过假管联箱连接，所述假管联箱上设置有向假管联箱和假管内充斥固定压力介质的控制阀；所述锅炉烟道外设置有与假管联箱连接的用于监测假管联箱以及假管内介质压力的压力监测装置和用于在压力减少时发生报警的泄漏报警装置，所述压力监测装置的信号端连接泄漏报警装置的输入端。

上述发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判装置，所述假管联箱和假管内的介质为惰性气体。

上述发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判装置，所述假管为与换热管束等壁厚或减薄壁厚的无缝钢管。

上述发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判装置，所述压力监测装置包括一就地压力表和一远传压力表，远传压力表经报警控制线路连接泄露报警装置的输入端。

一种发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判方法，具体包括以下步骤：

a.在锅炉烟道中位于每套换热管束烟气进口端的均设置一组假管，假管横置在锅炉烟道中与烟气行走方向垂直；

b.在锅炉烟道外侧设置连通假管外端的假管联箱，位于锅炉烟道内的假管端部封闭设置，形成假管联箱组；

c.向假管联箱和假管形成的假管联箱组内注入额定压力的惰性气体；

d.监测假管联箱组内惰性气体的压力变化，并实时传输给泄漏报警装置；

e.判断假管联箱组内惰性气体的压力是否小于额定压力，当假管联箱组内惰性气体的压力小于额定压力时，发出报警。

上述发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判方法，还包括步骤f，报警发生后，通过假管联箱处设置的就地压力表进行压力校核，确定发生泄漏的假管联箱组，进而关闭其后方的换热管束联箱进出水阀门即可进行检修。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明利用低温省煤器换热器管束磨损最初主要表现在烟气迎风面的前面两排管子上的特性，在换热器烟气迎风面上第一二排设计为不充水工作的防磨假管，再在假管及位于换热管束外部的假管联箱中充斥有惰性气体，能够在省煤器换热管束磨损前首先磨损防磨假管，而后通过惰性气体的压力下降来前提前发觉即将发生磨损的换热管束并进行报警，隔离即将泄露的管束区域，保护之后的换热管束，防止换热管束发生磨损泄露，从而避免了换热管束泄漏造成换热管堵灰而引起的影响机组发电负荷甚至停机的隐患发生，减少了换热管束磨损泄露后的维护资金，延长了低温省煤器的使用寿命，提高了设备运行的安全可靠性和经济性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述假管在烟道中的安装示意图。

其中：1.锅炉烟道，2.假管，3.假管联箱，4.就地压力表，5.报警控制线路，6.泄露报警装置，7.远传压力表，8.控制阀，9.换热管束，10.锅炉烟道，11.换热管束联箱。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判装置，其结构如图1所示，包括设置在锅炉烟道10中的若干假管组，每个假管组分别位于一套换热管束9的烟气进口端。

每个假管组至少包含两根横置在锅炉烟道中的假管2，假管2垂直于烟气行走方向设置，如图2所示，位于锅炉烟道10中的假管2一端封闭设置，伸出锅炉烟道外的假管2端部通过假管联箱3连接，形成一个假管联箱组；本实施例中，假管为与换热管束等壁厚或减薄壁厚的无缝钢管。假管联箱上设置有控制阀8，用于向假管联箱和假管内形成的假管联箱组内充斥固定压力介质。本发明中，充斥在假管联箱和假管内的介质为惰性气体，例如氮气等，可以在保证安全生产的基础上，避免环境污染。

锅炉烟道外设置有压力监测装置和泄漏报警装置6，压力监测装置的信号端连接泄漏报警装置的输入端。压力监测装置与假管联箱连接，用于监测假管联箱以及假管内介质压力变化情况，并传输给泄漏报警装置；泄漏报警装置用于在压力减少时发生报警，提醒作业人员即将发生换热管束泄漏，提前对其进行维修处理。本发明中，压力监测装置包括一就地压力表4和一远传压力表7，远传压力表7经报警控制线路5连接泄露报警装置6的输入端；其中，就地压力表用于在泄露报警装置报警时方便作业人员到现场准确判断具体哪组假管联箱组发生故障，以便对其相应的换热管束进行维修；远传压力表用于通过向泄露报警装置发送远程压力信号，供泄露报警装置进行压力变化的判断并据此触发报警设备，进一步泄露报警装置还能够将远传压力表实时监测的压力值向远方控制中心的dcs系统进行传送。

一种发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束泄露预判方法，具体包括以下步骤。

a.在锅炉烟道中位于每套换热管束烟气进口端的均设置一组假管，假管横置在锅炉烟道中与烟气行走方向垂直。

b.在锅炉烟道外侧设置连通假管外端的假管联箱，位于锅炉烟道内的假管端部封闭设置，形成假管联箱组。

c.向假管联箱和假管形成的假管联箱组内注入额定压力的惰性气体。

d.监测假管联箱组内惰性气体的压力变化，并实时传输给泄漏报警装置。

e.判断假管联箱组内惰性气体的压力是否小于额定压力，当假管联箱组内惰性气体的压力小于额定压力时，发出报警。

f.在实际运行时，一般迎风面前端的假管先磨损，泄露后假管联箱失压，相应的泄露报装置发出报警，控制中心的电厂运行控制画面也相应发出报警。作业人员接到报警后，赶往现场，通过假管联箱处设置的就地压力表进行压力校核，确定发生泄漏的假管联箱组，进而关闭其后方的换热管束联箱11的进出水阀门，即可进行检修。

本发明根据发电厂锅炉烟道低温省煤器换热管束先磨损迎风面前端假管的机理，在省煤器换热管束最前端安装假管，分组组成假管联箱组，每个联箱组充装一定压力的惰性气体,前排假管磨损后压力降低报警，达到提前预警的目的，避免了低温省煤器换热管束发生泄露而导致管束堵灰、堵塞烟道、影响机组负荷的情况发生，大幅度减少磨损泄露后维护资金，延长低温省煤器使用寿命，提高设备运行安全可靠性和经济性。