遥感式炉膛测温系统

遥感式炉膛测温系统Boiler-TempII问题的提出大型电站锅炉运行会遇到很多问题和困扰，例如:炉膛上部产生结焦、结渣；水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器处产生积灰；过热器和再热器等受热面的腐蚀加快；缩短重要部件的使用寿命，；过、再热器超温，引发过热器、再热器管的超温爆管或金属蠕变、失效；过热蒸汽或再热蒸汽温度偏差过大，造成汽温偏低或增加减温水投用，影响发电系统经济性；排烟温度低，造成水平烟道腐蚀；排烟温度升高，排烟损失增大，热效率降低。炉膛燃烧温度偏低，造成飞灰可燃物偏高；炉膛温度偏高，氮氧化物排放量增加；……产生原因－由于炉膛高温区缺少必要的温度测点，运行人员只能借助其它运行参数间接观察和了解炉膛温度。由于间接反映参数不直观，故炉膛温度无法得到准确的反映，运行人员无法有效控制锅炉的燃烧状态。传统的锅炉运行是按照设计的假定和锅内参数的反映控制进行的，正常情况下，运行人员按运行手册的指导控制锅炉的运行。当锅炉反映参数（如汽压和汽温等）出现异常，运行人员才会根据参数的异常情况进行相应的调整。由于锅内参数反应迟缓，造成运行人员的调整滞后。这种调整模式，对锅炉的燃烧经济性、受热面超温、设备可靠性产生不利影响。此外，锅炉系统的设计中涉及到烟气侧和蒸汽侧的能量平衡，温度参数是表征能量交换情况的重要参数和判断依据。在锅炉能量交换的关键点设置温度测点，是非常必要的。问题产生原因及对策

对策依据

典型的火力发电厂的控制系统中包含着大量的蒸汽参数的监测仪表，而烟气侧的监测参数却寥寥无几。由于烟气侧是锅炉系统重要的能量交换系统，因此控制烟气的参数对确保锅炉的可靠和经济运行非常重要。炉膛出口是辐射换热和对流换热区的分界点，该点温度是设计人员考虑能量平衡时的一个重要技术参数。由于锅炉早期设计时缺乏高温测量仪器和相应的技术手段，炉膛高温区没有设置温度监测点。无法连续在线监测该点的温度，只能依靠间接的办法对这点的温度进行推算。推算出的结果失去了准确性和时效性.，无法满足实时控制的需要。根据多年的试验验证，控制好炉膛出口温度，可以解决或改善目前锅炉运行存在的大部分问题。电站锅炉炉膛内烟温的测量中具有重要意义的就是“监测炉膛出口烟温”。因为这个位置是对流区与辐射区的交界点，炉膛出口（见下页图示）烟温对锅炉运行控制有着非常重要的意义，这个位置的温度变化能及时地反映出炉膛内能量的变化和锅炉运行状态的变化。风烟系统参与系统的能量交换和燃烧过程，对锅炉系统的经济性、可靠性和安全性影响很大。控制烟气的参数对确保锅炉的可靠运行非常重要，然而由于历史原因，烟气参数的监测和控制系统很不完善，大多数锅炉上都缺少这样的控制参数。监测炉膛出口烟温的意义

关键中间参数–炉膛出口烟温（FEGT）

解决锅炉运行问题的有效方案－－加装炉膛测温系统，在线实时监测和控制炉膛出口烟气温度（英文简FEGT），控制好FEGT有着很重要的实际意义：炉膛出口是对流区和辐射区的分界点，是两个能量交换区域间重要的边界参数。有效控制FEGT（炉膛出口温度），对锅炉的运行的安全性、可靠性、经济性以及降低污染物排放，延长锅炉使用寿命有着重要的作用和影响。

炉膛出口温度低于灰熔融温度－可以有效解决炉膛上部结焦问题；炉膛出口温度控制在设计值以内－解决过热器再热器超温。……解决方案根据我们对国内多家电厂的调查，目前用于锅炉启动升温速度监测的是可伸缩式的高温热电偶制做的烟温探头，这类探测器只能在锅炉启动升温期间短时工作。锅炉运行时必须将其收回，以免被烧毁，不能实现在线连续监测烟气温度，故对于炉膛内的燃烧状态和各部分能量交换的情况不能实时监测。所以对于炉膛出口烟温的连续、实时、精确、可靠测量需要寻求达到如下技术要求的温度测量仪器。相关产品调研

炉膛测温仪技术要求1）仪器需要能够准确测量烟气温度2）要在线长期实时测量3）能适应恶劣的工作环境4）符合DCS系统的通讯要求电站锅炉工作环境极为恶劣，除环境温度高低变化幅度很大外，飞灰和时有出现的炉膛正压会给仪器工作造成严重干扰。正常情况下炉膛负压应保持在-50—-100Pa左右，由于各种运行因素，炉膛压力波动很大，经常会有炙热的烟灰从炉膛观测口喷出。对此，必须为现场安装的仪器提供可靠的防护系统，防止仪器被烟灰堵塞或被辐射热烤坏。

针对上述问题，引进美国FGS公司的电站锅炉专用遥感探测式锅炉炉膛专用测温仪器－

Boiler-TempII炉膛测温仪

BOILER－TEMPII测温仪概述美国FGS公司的电站锅炉专用设备—Boiler-TempII炉膛测温仪是一种遥感式炉膛专用测温仪器。具有安装简便，使用可靠等特点。遥感式红外测温仪传感器和红外薄膜电路集成组装在牢固的钢制冷却套内，符合IP65防护标准，可以在露天环境下安装并长期运行。该产品在高温环境下能够在线连续工作，只需要在现场提供一个压缩空气源或空气冷却系统，对本仪器进行冷却和吹扫。仪器配有空气过滤系统和超温保护系统（选配件），对恶劣的现场环境的适应性很强。炉膛测温仪的专利技术和工作原理任何物体在绝对零度以上都会辐射出红外线，不同物质辐射出的红外线的波长是不一样的，而物质辐射出红外线的能量与物质的温度成正比，因此可以根据物质辐射出红外线的能量得出物质的温度。炉膛测温仪是一种遥感式气体远红外温度测量仪器，特有的专利技术可以测量炉膛烟气中所含的二氧化碳辐射出的红外线的能量得到烟气温度，在电站锅炉和民用锅炉的燃烧产物中发现典型的10-12％的CO2气体浓度，这一浓度可以满足远红外线辐射测温仪检测温度的界限值要求；温度测量误差为1%。

测温仪工作原理；Boiler-TempII采用具有专利技术的红外滤波器和信号处理技术，过滤并处理自炉膛中固体和气体辐射出广谱的杂乱红外线信号，只允许代表烟气温度的二氧化碳气体辐射出的红外线温度信号通过。炉膛测温仪将测得的二氧化碳气体辐射出红外线的能量转换成标准的4-20毫安直流信号输出。通用型的炉膛测温仪为两线制测量仪表，输出信号符合HART通讯协议的规定。标准型测量仪表的测量范围120℃－1650℃，对于有特殊需求的客户，可以提供测量范围为815℃-2500℃的高温型仪器。通过选用不同的测温仪器，可以满足炉膛和烟道各区域的不同测温需求。产品功能特点远红外炉膛测温仪是远距离非接触式装置，专门设计用于电站锅炉系统的温度在线监测。本仪器具有压缩空气冷却和吹扫功能，对于炉膛高温辐射和偶尔发生的微正压情况，具有很好的防护功能，可以对炉膛出口烟温进行在线连续监测并提供高准确性的温度值。仪器具有信号处理/在线编程功能，同时还具有信号峰值保持功能、可编程报警设置点，可以选择摄氏温度或者华氏温度；传感器内部环境温度监测和保护系统可以保证传感器不致过热或损坏；通过专用软件可以显示全过程的温度/时间图象或曲线。本仪器的通用型测量范围为120℃–1650℃，已能满足电力系统用户的一般使用要求。对于特殊的用户，可以选用测量范围815℃－2500℃的高温型仪器。通过不同的选用方案，满足锅炉炉膛各温度区域的测温需求。信号处理/在线编程功能：信号峰值保持功能：在视距比内测量最高温度并在0-10分钟内保持。平均值方式：在视距比内测量平均温度，在0-55秒钟之间更新读数显示（稳定的快速信号输出功能）可编酸程报肆警设着置点韵：可兰以从12慨0℃到16捕50鹊℃（标纺准型椅）。可选炼择的脸温度周范围环：12膀0℃到16笔50吐℃；或压：81绕5℃－25厅00经℃（高辆温型饮）。摄氏涌温度暑或者延华氏婶温度步选择回（常忠规：25挎0℉比/汪1盘20猴℃到30期00党℉敬/清16寸50览℃）。传感摩器内食部环子境温腊度监快测和曾保护枯系统芦，可铃以保害证传沉感器闲不致我过热凶或损侨坏。防水语数显滴控制敲仪单尼元，婚采用介微处理理器嗽进行敲控制性运算涛，性芽能稳张定可欣靠。严标准除信号穗万能石输入顷，输汇入类弃型、攻量程轿等编防程设乱定，岸适用欺范围足广泛牢。配忘置触停摸式跑按键帆；仪榜表参须数可腐就地当调整酿、修腐改。测温跟仪具糊有信维号处私理和店记录旗等智列能仪图表功穴能（恐见下激页附耍图）拨。产品少性价忙比高黄：同梅类产榴品中醋拥有贷绝对竟的性堂能和棵价格逢优势浓。实时满采集轰温度初值与狸时间帅的关倾系曲拖线测温换仪重企要作戏用监测森升温瓜速度成：监测宣锅炉眼从启梢动到仍汽轮网机带译负荷业期间启的烟圈气温处度上估升速劣率，奥从而卵实施趣在线霸监测课炉膛控出口吸烟气清温度惠不超压过54绵0℃，保鉴护再带热器培，取档代传总统的掘伸缩孟式测萝温探傅头。吹灰狐优化谱控制此：利用种时间溪、温折度历慨史曲世线的潜记录唤，对井吹灰段器的刘运行豆时间秒进行穴控制从。在赵吹扫梳时监坚测锅纵炉的世温度唤变化透（做施为判灵断受哗热面陡污染训程度依的依搜据）周，用楚以改初善炉参管的蔑传热亡性能酿，并候防止沉吹灰寺不足岸造成蝴结焦岸的情速况发殖生。降低NO浩X的排槐放：在扛选择叨非催最化剂形降低棵排放爽物中适的氮宵氧化掏物时省，要监在锅刚炉炉梨膛中钻喷入律尿素颂或氨椅，喷君射时糕的烟糟气温棍度必得须控到制在87筑0℃厨-孟1旬15博0℃的最窝佳窗高口温悦度范胆围内木。降低膏烟温顶偏差：出影口断吉面左/右温愧度偏毅差较俩大时种，调约整送定风，蔑降低虾左/右烟挎气温骗度偏穴差（盲测温盖系统倒采用兆双测响点，亲左右币对称善安装惜方式扣）。预防程结焦：监位测锅咬炉关影键部骗位的妈最高畜温度壁，使性其不介超过手灰熔牲融温召度，铜预防掌锅炉脆上部诵结焦佩结渣宝。火球撤中心慰校正竭（AB青B-薪CE）:判明以火球拘中心呀校正抗存在尸问题候。锅征炉为照切向名燃烧买式时冤，用辩燃烧荣器的燥边角拥风门第来调占整火喇球位现置。高温谋报警：监缩慧测锅利炉最祸佳运些行条轮件下岁的烟察气最努高允合许温窜度，真用以嫩防止雾水冷艺壁管绘，再芳热器婚与过券热器债的超芝温爆悬管。批本系胜统的塑输出麻可作持为电母厂状贵态检贷修系桑统的太输入阵数据穴，为葱计算摆和判弱断过叶热器淘和再锅热器凑管的盟预期王寿命鱼提供深数据拖。流化休床锅元炉：在皮烟气愤除硫吧系统顺中，外确定侍石灰资粉喷腊入最猎佳温猜度及调一般遣运行娘条件街的最亭佳温袭度，责降低膛飞灰筝可燃采物，竿提高苍运行埋经济迅性。炉膛坟一次悦风监胶测（B&脱W/将FW）：监测不炉膛耍中具驴有分鄙割墙者的锅喉炉中奶各个拐分割睡区内卖的烟颗气温除度，散并保悟持温线度的烛均匀素分布效。空气责预热隔器温底度：在线贵监测踪蝶空气懂预热敢器的党温度亩，在迎采用轮具有尸宽带于频率杯红外曲技术拣改进庆型的Bo传il受er闷-Te爷mp洁II时，跃其范馋围为38碧℃区–多17绘7℃。还似可以鞠根据FE半GT的数邻据进放行流择程测名试，虑以帮厌助控风制锅左炉的产效率毙及测拌定露截点，呀防止骗酸性缘瑞烟气仔的凝楼结。过热躺蒸汽犯温度植的控迫制：对于真四角凶切圆柜锅炉雁，通匪常用翻燃烧柳器上穿下的础摆动帐来控碗制最仿终和拜主蒸消汽温垫度。杰在中驾、低管负荷蹄情况册下，扶燃烧宝器上中摆，塞用以校得到晶要求艘的主响汽温胖度；株在高费负荷陕时，没燃烧泉器下抹摆或榆水平塘可以镇增大执燃料相在炉葵内的硬停留崇时间劳，有俯利于舅完全晃燃烧顽。燃你烧器同的上庆摆可旦能使FE传GT升高值，从胡而可隙能产寒生结衰渣和啄积灰嚼问题陶。如得果最王后的梳主汽僻温度委没有骄达到敌要求恢值，故可以陈通过负过剩吧空气傍量（贷过氧途量）俱和燃光烧器反的摆雁动相焦结合方来维些持FE位GT在允根许极冈限值警内。测温筒仪技准术规际范电写源猎：24关V精密溉直流策电源投（基昂本配浩置）冒；24悲V便携别电源贼带充动电器侄（可怎选件乌）冷却且要求贪：流量惕至少洽为每市分钟0.碧42立方滔米/1训0K忽Pa的标精准厂惕用压件缩空峰气环境穴温度妻：最高酷不得秋超过12涨1℃视妖场夏角：视距远比为30：1响应巾时间腰：10药0毫秒践（每沃分钟豪可有60贤0读数宝）数据剂输出遵：数字殃式4-溜20盒mA回路数字肌精度仆：读数鸽的±1初%（最摩大误咬差±1课6.馆67掀℃），把符合NI溪ST校正李标准测量竖范围净：12奸0℃咸-愉1辜65误0℃红外桃频谱宁：CO2气体鸣辐射锄光谱滤波懂器窗耽口宽樱度：1纳米仪器尼重量京：约20公斤提（带压法兰复）仪器海长度：60合cm（加燃阀门秆）探齿测矩器：红外泳传感貌器是竹一种疑智能闸型数宣字设寻备，申具仗有两屈条4-的20仰mA输出垮导线抬；电杂源为菊两线逆制标晶准24迎VD弱C，回溜路最递大阻登抗为70巾0欧姆谋；具华备远型程在凭线调拴校功异能；影本传躁感器剃的视梳距比醋可以超按照析用户笑需求标进行舱设定吃。传捷感器赴系统知符合HA控RT工业胡通讯弹规定待，可租用多关个传跪感器出组合乱成一蹲个测末量网虹络，县并将狗测温碧信号填传入待分散顺式热础工控行制系菌统（DC右S）。纱对所缠测得菠的温厕度数呜据，俯利用In陡fr摆ar秀ed专用鹅软件必（任炮选件甜）进唇行计触算机弟处理边，为牲在线译运行遭状态盯监测祸和状伤态检温修提敢供重祥要的黎过程饮参数唉和依芦据。测温景仪的秋安装戒和使营用远红钻外炉脑膛测满温仪越是远迫距离袋非接掠触式捷装置柏，可跟以安劳装在蔽选定脊位置勾附近饶的观橡察口循、检惨修口钳等炉抱壁开脂孔墙小面外冈部。协一般闻我们兄利用吧锅炉刊现有陵的观末火孔昼，将拆一段臣带有钩连接例法兰附的钢喷制短健管焊甲接到锁炉膛叛开口励上，淹然后陡将测哭温仪毒前端判的法陆兰与爸短管展上的种反法暗兰用耻螺丝鸣连接德固定捐。安鬼装过质程非堆常简芒单，浪用户亡可以倘自行辟完成盈。一饥般情姓况下役，公淡司派符现场苹工程剪师负骡责指田导安四装和稠调试枯。仪器联安装叙的时矮候用沙户需帮要做晚的准城备很幅简单她，只毛需要枯在安必装位辛置提望供标直准厂屯用压京缩空毙气气任源和宅两根盛带有帜屏蔽穴的信缸号线较。一渔般要瞧求使址用DC惰S信号登线，怒在给桑测温愈