电站锅炉炉膛温度监测技术研究与屏底温度场构建

摘要

现阶段，随着电站锅炉负荷的增加，炉膛屏式过热器底部出现结渣与超温的问题越来越突出。炉膛屏底结渣，会造成炉膛出口烟温偏高，降低锅炉热效率，严重的更会引起高温腐蚀，受热面爆管。因此，电站锅炉炉膛烟温分布的实时化和可视化，对锅炉的经济安全运行具有十分重要的作用。然而，由于炉内高烟温、冷壁面、多尘的特殊性，至今仍没有一种可靠性高，测量精确的在线式测温设备。
　　本文通过对某300MW亚临界四角切圆燃烧锅炉进行数值模拟，寻找运行参数如一次风速、过量空气系数、燃尽风率等对屏底烟温分布的影响规律。根据模拟结果及对炉内特殊环境的分析，设计开发了一种基于可见光辐射测温原理的在线式烟温监测设备。此套测温仪探头尺寸在10mm左右，因而能直接安装在炉膛水冷壁管间隙中，大大减小了安装难度。其次，可见光测温为非接触式测温法，对炉内燃烧工况的影响可忽略不计。本文介绍了设备的组成构造，开发过程，以及后期在某300MW亚临界锅炉探火孔上的实地安装测试，根据测温数据得到测温仪毫安值输出与标准温度值的线性关系：t=47.3A+552，为后续显示电路设计提供依据。
　　最后借助数值计算软件，将屏底截面离散化，依据平面上多台测温仪的测温数据，构建线性方程组，并通过正则化算法求解此线性方程组，最后利用二维插值函数，重建屏底截面的二维温度场分布。在误差评价标准中，计算得到归一化均方距离判据d为0.661％，归一化平均距离判据r为1.043%，证明此重构算法的可靠性及精确性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 烟温监测技术的发展现状

1.3 国内外辐射测温技术的研究现状

1.4 课题研究的主要内容

第二章 炉膛屏底结渣的影响因素分析及预防措施

2.1 屏底结渣原因及危害

2.2 屏底结渣的影响因素

2.3数值模拟结果与分析

2.4 防止屏底结渣的措施与对策

2.5 本章小结

第三章 炉膛温度测量原理及测温系统设计计算

3.1 辐射测温原理

3.2 炉膛烟气发射率计算

3.3 测温系统方案设计

3.4 本章小结

第四章 测温设备的开发及实验测试过程

4.1 整体系统构架

4.2 测试数据及分析

4.3 本章小结

第五章 二维温度场构建算法研究

5.1 温度场构建原理

5.2 平面离散化

5.3构建线性方程组

5.4 求解线性方程组

5.5 构建二维温度场

5.6 误差分析

5.7 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 后续工作建议与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果

致谢