锅炉炉膛温度场在线监测系统

☆项目详细内容

本项目是在炉膛四面安装14 个声波发射器及接收器，测量声波通道上烟气平均温度，再经计算机特殊算法处理得到炉膛温度场分布，并在主控室显示器上显示出来，指导运行人员对燃煤锅炉进行的精细化调整。系统简图及现场安装声波发生器如下所示：

☆主要技术创新

传统的温度测量方法如热电阻、热电偶仅能进行点温度的测量。以前，国内尚未有一种方法能够实现炉膛温度场的实时在线监测。本成果基于“声波的传播速度随介质温度而变化”的原理研发，现已成功应用到国内电站锅炉上，填补了炉内高温、多尘、湍流等恶劣环境下测温领域的空白。此系统具备如下优点：

1）精度高，不受辐射等不确定因素影响；

2）测量范围广，在炉膛全负荷范围内均可使用；

3）测量空间不受限制；

4）测量灵敏度高，实时性好；可维护性好。

☆项目应用情况

本成果2012 年底投入运行，系统可靠，维护量低，改造效果显著：(1)保证锅炉运行安全性。避免火焰中心偏斜等事故发生，减少非计划性停机。(2)提高锅炉燃烧效率，节能降耗。优化燃烧器风煤比，实现平衡燃烧，提高经济效益。(3)预防水冷壁管爆管，延长设备使用寿命。通过调整温度场分布，使得水冷壁免受热应力冲击，避免故障发生。(4)诊断和预防炉膛结焦。通过炉膛烟气温度是否升高，来判断锅炉水冷壁吸热量是否减小，有没有发生结焦。(5)减小环境污染，降低NOx 排放。通过可视化的温度场分布信息，运行人员可及时消除或避免燃烧区域的温度过热，避免N2 和O2 在高温条件下生成NOx。此项目为锅炉的精细化运行提供了有效的指导，为公司安全生产、节能减排做出了贡献。

☆企业效益情况

1、经济效益

（1）节煤效益：以600MW 机组为例，一年运行5500 小时，平均负荷率80%，一年耗煤约87 万吨，按节煤耗0.3%计算，每年可节煤2610 吨，以每吨煤600 元计，年节约原煤156.6 万元。

（2）环保效益：典型600MW 机组每年脱硝所消耗的液氨等原材料约1200 万，若减少5%的NOx 排放量，每年可节约60 万元的脱硝运行费用。

（3）提高设备寿命效益。

2、社会效益

（1）保证锅炉运行安全性，避免火焰中心偏斜等事故发生，减少非计划性停机，提高社会生产生活用电可靠性和安全性。

（2）根据实时的烟气温度监测值和火焰分布，调整、优化风、煤比或多种燃科分配比例，提高燃烧的经济性，通过降低燃煤消耗减少对大气碳的排放，缓减温室效应。

（3）根据实时温度监测数据，控制炉内SOx、NOx 吸收剂喷射区域温度，优化炉内脱硫、脱硝反应，降低SOx、NOx 排放，减少对大气的污染。