600 MW机组锅炉高温受热面炉内壁温测量初探

　　o刖目为监测和保护机组的运行，现代大型电站锅炉的高温受热面上一般都布置若干管壁温度测点。这些测点一般安装在高温过热器、高温再热器等的炉外管壁上111，然而壁温测点的实际意义在于测量管内的蒸汽温度并以此判断炉内管组的热偏差和炉内管壁温。但是，即使炉外壁温测量正常可靠，炉内外换热条件的巨大差别也注定了炉外壁温测点不能如实反映炉内的实际壁温情况，炉外的测量结果要比炉内实际壁温低12.目前炉内壁温测量的难点在于现有测量仪器和手段无法实现长期稳定的测量1 4-51，只有少数几个单位进行过尝试61，效果也并不明显。

　　本文选取一台600MW机组锅炉作为对象，对其屏式过热器、高温过热器和高温再热器的部分炉内管壁温度进行了测量，初步掌握炉内受热面管道上较高温度处壁温的真实等级，对大容量高参数锅炉内部高温受热面的壁温测量进行了有益的探索，也为机组的长期安全运行提供了很好的借鉴。

　　实际位置，其高度在顶棚包覆管上方约0 2测量工艺内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司5号机组为600MV直接空冷燃煤发电机组，配备一台东方锅炉（集团）股份有限公司与巴布科克公司合作生产的自然循环亚临界参数锅炉。该锅炉的每一片屏式过热器、高温过热器和高温再热器的出口段均安装有炉外的壁温测点，测点布置在炉外顶棚包覆管上方约0 2m处。为掌握过热器、再热器等管道的真实温度，以便对锅炉的安全稳定运行奠定良好基础，本文对5号锅炉屏式过热器、高温过热器和高温再热器炉内的部分管道进行了壁面温度的测量。

　　按炉膛从左到右的方向，屏式过热器共有16片，选择其中两片（即第6片和第11片）上各布置两个测点；高温过热器共有32片，选择其中两片（即第11片和第21片）上各布置两个测点；高温再热器共有45片，选择其中两片（即第17片和第30片）上各布置两个测点。在确定测点具体位置的时候，一是考虑到每片受热面外圈管道的出口为末端的位置，其蒸汽温度可能高，故在该位置布置一个测点作为试验测点1其高度在顶棚管下1m左右；是考虑到每片受热面外圈管道出口段的弯头处换热条件为恶劣，管壁温度也可能较高，故在该位置外侧管壁布置一个测点作为试验测点2每片受热面壁温测点的布置如所示，总计布置了12个试验测点。中还标注了现场已安装的表盘测点的受热面测点布置示意图壁温的一次测量元件选用镍铬镍硅铠装热电偶，并采用焊接方法将热电偶接在管壁上。安装时，取与被测管道相同的材料加工成焊块，然后将热电偶的测量端紧插在焊块和管壁之间并焊接好，如所示。为了尽量避免烟气对热电偶的冲刷，还在焊点位置装设了防磨瓦，而且为了减少烟气辐射、对流等对热电偶的影响，还在防磨瓦内填满了保温泥，以大程度地确保热电偶测量的是真实的受热面管壁温度，如所示。为了对比，还给出了现场已布置的表盘W焊点处加装防磨瓦（h>焊点处填满保温泥热电偶焊点处的防冲刷和保温处理表盘哦温测点的热电偶安装图壁温测点的安装情况，可以看到，炉外的壁温测量也由镍铬镍硅铠装热电偶测量，但由于其避免了受烟气的高速冲刷、火焰的辐射换热等，直接用焊块将热电偶焊接在管壁表面即可。

　　焊接时保持热电偶与管壁有良好的接触且不松动，以增大管壁与热电偶之间的传热系数。本次试验的热电偶长度有20m左右，其敷设在受热面管壁上并顺着受热面管竖直向上，并每隔一段就用钢丝在管壁上绑定一下，直至穿过顶棚管进入锅炉大包后再由引线引到锅炉外进行测量。

　　3测量结果上述的测点安装工作均在5号锅炉停运期间完成，当锅炉重新点火启动后即开始壁温测量工作。测量时锅炉已经在稳定工况下运行1小时左右。为进行比较，相应管道上的表盘壁温参数也同时记录。

　　首先测量了锅炉点火初期小煤量工况下的壁温分布情况。~7分别给出了总煤量为35Vh45Vh和55Vh左右时所选屏式过热器、高温过热器和高温再热器的壁温测量结果。可以看到，在锅炉较低热负荷条件下，实测管壁温度与表盘显示温度基本相符，多数位置的测量偏差在10 ~50C范围内，且二者具有一致的变化趋势。这说明锅炉燃煤量较低的时候，炉膛内部尤其过热器、再热器区域的热负荷处于较低的水平，热电偶处于正常的温度测量范围内，能够较准确地测量出管壁的实际温度。试验证明文中的炉内壁温测量布置在锅炉较低负荷下是可行的。

　　点火初期屏式过热器壁温测量结果有部分测点位置处的实测温度与表盘温度相差较大，原因可能在于在锅炉较低负荷下炉膛的火度较差，内部速度场、温度场等较不稳定，导致部分测点未受到炉内辐射传热和对流传热的影响而部分测点受到的影响则较大。

　　B高过11屏测点1.高过21屏测点1高过11屏测点2高过21屏测点2点火初期高温过热器壁温测量结果本文还测量了在锅炉较高负荷下的管壁温度分布情况。~10分别给出了总煤量为105th和208tl左右凝工况下机组负荷分别约为160MW和400MW）时所选屏式过热器、高温过热器和高温再热器的壁温测量结果。可以看到在锅炉中低负荷（总煤量为105th时实测管壁温度与表盘显示温度基本相符，多数位置的测量偏差在10 ~40G范围内，这说明此时炉内布置的热电偶仍能保持正常工作。然而，在锅炉中高负荷（总煤量为208Vh）下表盘实测温度却与表盘温度有较大差别，其中屏过第11屏试验测点2的壁温值已经高达753C，这说明该测点测量的已经不是实际的管壁温度，热电偶测量端已经受到了炉内的辐射传热和对流传热的影响。

　　本文还继续测量了机组负荷为450MW 500MW和550MW等工况下的上述管壁温度，其实测壁温与表盘壁温的差别更大，这说明在锅炉高负荷下对热电偶所采取的绝热措施基本已经失效。而且随着测量时间的延长，部分热电偶已经无法读数，说明其由于长期布置在高温炉膛内而本试验采用的普通镍铬―臬硅铠装热电偶，膜片式热电偶加绝热镀层的方案可能效果会更好。

　　4结论本文选取一台600MW自然循环亚临界参数锅炉，测量了部分屏式过热器、高温过热器和高温再热器管段的炉内管壁温度，并同时记录了该受热面管段的表盘显示温度。由~7可见，其中在锅炉中低负荷下，实测温度可以与表盘显示温度保持较好的一致，而且都远低于所选测点安装管材料（丁91、12C1MVG及TP04）的许用温度，而且此时管壁温的高点出现测点1处。然而在锅炉较高负荷下，从~10可见，由于屏式过热器受烟气辐射热较多，所安装的壁温测点因安装原因个别已经失效，不能真实反映测点安装部位管壁的实际温度。至于再高的负荷下测量由于测点的布置、绝热措施的处理以及热电偶测量方案的选择等均有不足之处，导致测量结果失真，不具有价值。在今后的测量中，若要实现炉内高温受热面管壁温度的测量尤其是锅炉高负荷下的测量，需要在热电偶和保温等方面进行更多的研究和讨论。