1000MW超超临界锅炉声波测温技术的特点及应用

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1、第33卷第3期华电技术Vo1．33No．32011年3月HuadianTechnologyMar．20111000MW超超临界锅炉声波测温技术的特点及应用陈钦，杨权，舒茂龙(浙江国华浙能发电有限公司，浙江宁波315612)摘要：炉膛内部温度是控制炉内燃烧过程的一个关键参数。介绍了声波测温系统的工作原理和基本特点，分析了其首次在国内1000MW超超临界锅炉的应用情况及常见问题，可为该项技术在其他超超临界机组上的应用提供参考。关键词：声波测温；超超临界锅炉；应用中图分类号：TK229．2文献标志码：B文章编号：1674—1951(20

2、11)03—0005—03泛应用于美国、印度和韩国等多个国家的电厂。0引言国华宁海电厂二期2X1000MW机组采用的是火力发电厂锅炉燃烧优化是火电厂安全、节能上海锅炉厂有限公司引进Alstom—Power公司Boiler和减排的关键所在。越来越多的大型机组采用了燃Gmbh技术生产的SG3091／27．56一M54X型超超临界烧改造技术(如低氮燃烧器、过燃空气喷射器、浓淡参数变压运行螺旋管圈直流锅炉，单炉膛单切圆燃分离技术等)，以保证机组经济、安全、稳定运行，减烧、全悬吊结构、塔式布置。在国内，宁海电厂率先在少NO的产生，达到环保要

3、求。但长期以来，没有1000MW超超临界塔式炉上使用炉膛声波测温技术一种可靠和准确的测量炉膛温度(场)的手段，使优并成功应用，这对该项技术在大容量、高参数机组特化燃烧失去直接监控和判别的依据。温度是描述热别是1000Mw机组上的推广使用具有重要意义。力过程的重要基本参数之一，是涉及电厂安全、控制2声波测温技术及系统构成和效率的重要因素。对电站锅炉内部温度场进行监视和控制，可防止炉膛出口温度过高导致过热器结2．1声波测温技术原理焦和管壁超温；矫正燃烧不均衡，及时发现和调整两声波测温是一种基于声速和声音传播介质密度侧烟温、汽温的偏差；

4、优化风煤比，提高燃烧效率，防之间关系的非接触测量方法。声速随着传播介质温止锅炉局部过热；减少NO排放，控制灰的特性，改度的变化而变化，声速的改变可以直接提供介质温善整体效率。度的测量结果(图1为声波测温系统的原理图)，这种关系是基于理想气体定律1炉膛测温技术P=pRT，炉膛内部燃烧检测对于机组的安全性和经济性式中：P为压力；p为密度；R为通用气体常数；T为有着十分重要的作用。传统的炉膛温度测量装置主温度要有接触式(伸缩式温度计)和非接触式2类，而非接触式测量装置常见的有辐射式温度计和光谱图像检测系统。但这些技术由于技术不成熟或成本

5、等原因，妨碍了系统对热传递与燃烧效率的精确控制，在实际应用中难以推广。声波测温技术为大型、高噪声锅炉提供了可靠的炉膛烟气温度测量。早在20世纪80年代，美国和英国专家就对声波测量炉膛烟气温度技术进行了研究。目前，美国Enertechnix公司推出的PyroMetrix声波测温系统成功解决了工程应用方面的一系列难点，已经广图1声波测温系统原理图收稿日期：2010—10—27；修回日期：2010—11—15在上述关系中，声速和定压定容比有下列关系·6·华电技术第33卷=cp，p，还可以确定炉膛温度场分布。式中：为声速；c为定压定容状态

6、下的比热容。(4)测量灵敏度高，实时性好。综合以上2个关系式可以得到(5)可维护性较好。=(cRT)，2．2PyroMetrix声波测温系统组成这是声速和温度之间的基本关系式。国华宁海电厂二期1000MW超超临界锅炉采理论上，温度测量的所有要求就是在特定时间用美国Enertechnix公司开发的PyroMetrix声波测温产生一个声波，接收器在知道距离的情况下测得声系统。PyroMetrix声波测温系统由声波发生器波到达时间，确定声音速度并且计算出温度。(ASG)、触发器(AST)、声波接收器(ASR)、微机处声波测温技术与传统炉

7、膛测温技术相比有下列理器(SPC)等重要部件组成。其通过声波发生器5项优点J：(ASG)将压力为0．6MPa的仪用气压缩成3．0MPa(1)精度高，不受辐射等不确定因素的影响，其的高压气体，形成一股强烈、高速的声波，触发AST精度可以达到±l％。动作的同时，发射到炉膛内，由声波接收器(ASR)接(2)测量温度范围广，在锅炉全负荷范围内均收高速声波，记录发射和接收声波的时间，通过SPC可使用。内部逻辑技术，得出该声波轨迹内一个平均温度，系(3)测量空间不受限，不仅可以测量平均温度，统框图如图2所示。图2PyroMetrix声波测温系

8、统框图国华宁海电厂二期6锅炉上安装有2层声波测温系统，每层系统独立，互不影响。上层安装在67133，下层安装在51in。声波测温系统分现场部分和集控室电子间部分。每套系统组成主要包括2个声波发生器(ASG)和6个声波接收器(ASR)。2套系统共用1