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        改善測溫系統(tǒng)降低鍋爐運行成本

        2017-05-18 08:33:53賈春梅蔡娟
        科技視界 2016年19期
        關鍵詞:熱電偶應用

        賈春梅 蔡娟

        [摘要]針對在熱電公司6#循環(huán)流化床鍋爐運行中碰到的溫度測量系統(tǒng)高損耗問題,對其設計選型提出合理的建議,通過對測溫系統(tǒng)一次原件材質(zhì)和DCS系統(tǒng)的改造,既保障測溫系統(tǒng)準確性和鍋爐運行的安全性不變,又達到節(jié)支降耗,降低運行成本的目的。

        [關鍵詞]熱電偶;測溫系統(tǒng);節(jié)支降耗;應用

        1項目簡介

        在火力發(fā)電廠,溫度測量的準確性不但關系到企業(yè)的經(jīng)濟利益,更關系到人的生命安全。例如,鍋爐過熱器的溫度接近于過熱器鋼管的極限耐熱溫度,如果溫度控制不好,會燒壞過熱器;在機組啟、停過程中,如果溫度變化太快,汽缸和汽包會由于熱應力過大而損壞:又如,蒸汽溫度、給水溫度、鍋爐排煙溫度等過高或過低都會使生產(chǎn)效率降低,導致多消耗燃料。

        龍口礦業(yè)集團熱電公司6拌爐為140t/h循環(huán)流化床鍋爐,鍋爐型號為JGl40-9,8/540-M,設計為單鍋筒橫置式,自然循環(huán)水管鍋爐,采用帶差速床的低倍率循環(huán)流化床燃燒技術(shù),其主副床溫度、爐膛溫度等均設計950-980℃,其測溫系統(tǒng)使用的一次原件熱電偶均工作在高溫、高磨損、強震動的環(huán)境下,鍋爐原設計使用的是鉑銠10-鉑(分度號s)型熱電偶。經(jīng)過一年運行,暴露出以下幾個問題:

        (1)鉑銠10-鉑(分度號s)型熱電偶價格昂貴。它在熱電廠屬于高值高損耗設備,單支價格10000元左右,年損耗熱電偶在30-40支,6#爐每年僅維護熱電偶一項最少需要30-40萬元,

        (2)材質(zhì)本身決定熱電勢率小,一般在7-12Uv/℃,熱電特性較差。

        (3)測溫范圍過高,造成不必要的浪費。6#爐沸床正常燃燒溫度在950-980℃左右,而鉑銠10-鉑(分度號s)型熱電偶的測溫上限長期使用為1300℃,短期使用可達1600℃。

        (4)抗震能力弱,極易損壞,給安全運行增添了隱患,增加了熱工維修人員的維護工作量。

        2改造方案確定

        我國從1988年1月1日起,熱電偶全部按IEC國際標準生產(chǎn),并-指定s、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是:

        (1)測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。

        (2)測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),最高可達+2800℃(如鎢-錸)。

        (3)構(gòu)造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護套管,用起來非常方便。

        熱電偶在熱電廠屬于高值高損耗設備,它的損壞不但直接影響著鍋爐安全運行,而且增加了維修人員工作量,特別是材料費用是一個不小的損耗。根據(jù)我公司6#鍋爐運行時的燃燒情況進行認真的對比研究和技術(shù)分析,決定改變原設計測溫系統(tǒng),使用抗震耐磨型鎳鉻-鎳硅(分度號K)型熱電偶的測溫系統(tǒng)替代鉑銠10-鉑(分度號S)熱電偶測溫系統(tǒng),與s分度熱電偶相比其具有以下幾項優(yōu)點:

        (1)價格便宜。鎳鉻-鎳硅(分度號K)型熱電偶單支價格1300元,按照年損耗熱電偶在30支-40支進行計算,每年維護熱電偶一項最多需要5萬元左右,僅熱電偶一項與s分度熱電偶相比每年可節(jié)省材料最少22萬元。

        (2)熱電勢率高,熱電特性好。

        (3)測溫范圍合適。鎳鉻-鎳硅(分度號K)型其測溫上限長期使用可達1200℃,短期使用可達1300℃,滿足6#爐運行最高溫度1000℃的需要,完全可以替代S分度。

        (4)抗震能力強,不易損壞,可以延長使用更換周期。降低運行成本消耗,減少熱工人員的維護工作量。

        3工作原理

        熱電偶溫度表是目前應用最廣泛的一種溫度表,是一種溫度電測儀表,它通常由熱電偶、熱電偶冷端補償裝置(或元件)和顯示儀表三部分組成,三者之間用導線連接起來。

        熱電偶測溫基本原理是將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,即t≠t0時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢。因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。由于熱電偶兩個接點處的溫度不同而產(chǎn)生的電動勢稱為熱電勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應,或稱賽貝克效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。測溫系統(tǒng)通常由熱電偶、熱電偶冷端補償裝置(或元件)和顯示儀表三部分組成,三者之間用導線連接起來。當熱電偶的兩端溫度不同時,在熱電偶回路中將產(chǎn)生熱電勢,如果冷端溫度恒定,則熱電勢只與熱端溫度有關,因此測出熱電勢,即可測得熱端溫度。

        熱電偶的基本定律:均質(zhì)導體定律、中間導體定律和中間溫度定律為制造和使用熱電偶奠定了理論基礎。

        4方案實施

        利用臨時停爐檢修時間將主床溫度1、主床溫度2兩點測溫系統(tǒng)進行改造,敷設K分度補償導線,更換WRNK-330NM L=900mmf 20K分度熱電偶,修改DCS組態(tài)參數(shù),將整個測溫系統(tǒng)由s分度測量系統(tǒng)改造為K分度熱電偶測量系統(tǒng)。改造完成后,和原設計主床溫度3、主床溫度4的S分度熱電偶測溫系統(tǒng)進行實驗比較,通過記錄主床燃燒參數(shù)分析比對,K分度測溫系統(tǒng)完全適合6#爐的燃燒需要,可以替代S型測溫系統(tǒng)。

        試驗成功后,將試驗數(shù)據(jù)和改造情況上報公司,經(jīng)公司批準利用6#爐大修期間,對鍋爐沸床、煙溫等處23支S分度熱電偶采取重新敷設K分度補償導線,更換K分度熱電偶,修改DCS監(jiān)控電腦后臺的相關參數(shù)等方法,把所有S分度測溫系統(tǒng)全部改為K分度熱電偶,并逐一系統(tǒng)核對,保證運行參數(shù)的準確性。

        運行至今,K分度熱電偶測溫系統(tǒng)運行情況良好,數(shù)據(jù)準確可靠,延長了更換周期,完全滿足6#爐安全、經(jīng)濟運行的需要。

        5結(jié)論

        6#爐年損耗熱電偶在30-40支左右,改造后每年可以為熱電公司節(jié)省材料費用20~30萬余元。通過此項技術(shù)的應用,將公司節(jié)支降耗,降低運行成本的工作落到實處,為公司增加了經(jīng)濟效益。

        [責任編輯:張濤]

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