测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统的制作方法

本实用新型属于锅炉技术领域，涉及一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统。

背景技术：

推进煤炭清洁高效利用，是我国能源领域的重点。为了提高发电效率，提升火力发电机组参数是关键。但随着参数的提高，锅炉炉内材料，已越来越成为限制主汽温度提升的主要因素，各种材料的选择越来越接近其使用极限温度。防止炉内材料超温，是保证锅炉安全稳定运行的关键。

因此，必须准确掌握锅炉炉内管壁温。炉内管不像炉外管，后者的壁温可以通过加装壁温测量热电偶直接测量，非常简单；但如果前者也直接使用壁温测量热电偶，其结果是会迅速被烧坏。铠装热电偶虽然相对耐用，但是也无法深入锅炉太长距离，而且测量的数据跟实际壁温差异巨大。为了满足炉内管壁温测量需求，也发展出了通过加装集热块、将热电偶设在集热块当中，并将导线沿管壁铺设等测量方法，但是集热块的温度与管壁真实壁温往往存在一定的差异，而且被烧坏的风险仍然较高。因此，这种炉内管壁温测量方法，仅在靠近炉内管出、入口的位置有布置，而在其他位置、尤其是更加靠近火焰的中部位置，则难以使用。

由于炉内管壁温的直接测量存在困难，因此可以通过测量热流密度、以及炉内管进出口的蒸汽参数，计算得到炉内管壁温。但是目前的热流密度测量元件，一般只能测量水冷壁上的热流密度，而难以深入炉内测量炉内管的热流密度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统，该系统能够准确测量锅炉炉内热流密度，掌握炉内壁管温度，以监督锅炉安全运行。

为达到上述目的，本实用新型所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统包括控制器、用于检测受热面周围热流密度的若干热流计、用于检测锅炉入口集箱前受热面入口蒸汽参数的第一测量元件、用于检测锅炉出口集箱后受热面出口蒸汽参数的第二测量元件以及用于检测出口集箱前各受热面出口管外壁温度的测温元件；

热流计设置于锅炉水冷壁上，其中，各热流计的顶端均穿过锅炉水冷壁的侧壁，且各热流计的顶端均设置有若干测量块，测温元件、第一测量元件、第二测量元件及各热流计均与控制器相连接。

各热流计均包括长探杆筒体，长探杆筒体的外壁上设置有耐火隔热层，长探杆筒体的顶端穿过锅炉水冷壁伸入到锅炉内，各测量块位于长探杆筒体的顶端。

当热流计用于测量受热面中水平管周围的热流密度时，各测量块分别设置于长探杆筒体顶端的端面、上部及底部上。

当热流计用于测量受热面中竖直管周向的热流密度时，则测量块设置于长探杆筒体顶端的端面上，且测量块的数目为一个。

各测量块经数据线及数据采集仪与控制器相连接。

还包括水冷机及进出水管，长探杆筒体通过进出水管与水冷机相连通。

还包括导轨及滑块，其中，滑块固定于长探杆筒体的尾部，导轨固定于锅炉水冷壁上，滑块与导轨相配合，锅炉水冷壁上设置有用于供长探杆筒体穿过的测孔。

还包括用于封闭所述测孔的密封板。

在各测量位置处，热流计的数目均大于等于3，且各热流计沿受热面自上到下依次分布。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统在具体操作时，通过热流计检测受热面周围的热流密度，其中，各热流计的顶端均穿过锅炉水冷壁的侧壁，通过调节热流计插入的深度，以实现锅炉炉内不同深度及不同方向上热流密度的测量，另外，通过控制器根据锅炉入口集箱前受热面的入口蒸汽参数及锅炉出口集箱后受热面的出口蒸汽参数计算整个受热面的平均热流密度，通过该平均热流密度对测量得到的热流密度进行验证。另外，通过测温元件检测锅炉出口集箱前受热面各出口管的炉外壁温，再根据锅炉出口集箱前受热面各出口管的炉外壁温计算受热面各出口管的壁温分布，从而为锅炉运行人员提供技术指导，防止炉内材料超温，更好地监督锅炉安全运行。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型的局部示意图。

图中：1为水平管、2为受热面、3为水冷壁、4为热流计、5为第一测量元件、6为入口集箱、7为出口集箱、8为第二测量元件、9为测温元件、10为导轨、11为滑块、12为长探杆筒体、13为数据线、14为进出水管、15为密封板、16为测孔、17为耐火隔热层、18为测量块、19为数据采集仪、20为水冷机、21为竖直管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1及图2，本实用新型所述的测量锅炉炉内热流密度并掌握炉内管壁温的系统包括控制器、用于检测受热面2周围热流密度的若干热流计4、用于检测锅炉入口集箱6前受热面2入口蒸汽参数的第一测量元件5、用于检测锅炉出口集箱7后受热面2出口蒸汽参数的第二测量元件8以及用于检测出口集箱7前各受热面2出口管外壁温度的测温元件9；热流计4设置于锅炉水冷壁3上，其中，各热流计4的顶端均穿过锅炉水冷壁3的侧壁，且各热流计4的顶端均设置有若干测量块18，测温元件9、第一测量元件5、第二测量元件8及各热流计4均与控制器相连接，其中，在各测量位置处，热流计4的数目均大于等于3，且各热流计4沿受热面2自上到下依次分布，各测量块18经数据线13及数据采集仪19与控制器相连接。

具体的，各热流计4均包括长探杆筒体12，长探杆筒体12的外壁上设置有耐火隔热层17，长探杆筒体12的顶端穿过锅炉水冷壁3伸入到锅炉内，各测量块18位于长探杆筒体12的顶端。

在安装时，当热流计4用于测量受热面2中水平管1周围的热流密度时，各测量块18分别设置于长探杆筒体12顶端的端面、上部及底部上；当热流计4用于测量受热面2中竖直管21周向的热流密度时，则测量块18设置于长探杆筒体12顶端的端面上，且测量块18的数目为一个。

本实用新型还包括水冷机20、进出水管14、导轨10、滑块11以及用于封闭所述测孔16的密封板15，其中，滑块11固定于长探杆筒体12的尾部，导轨10固定于锅炉水冷壁3上，滑块11与导轨10相配合，锅炉水冷壁3上设置有用于供长探杆筒体12穿过的测孔16；长探杆筒体12通过进出水管14与水冷机20相连通。

本实用新型的具体工作过程为：通过第一测量元件5测量锅炉入口集箱6前受热面2的入口蒸汽参数，通过第二测量元件8测量锅炉出口集箱7后受热面2的出口蒸汽参数，控制器根据锅炉入口集箱6前受热面2的入口蒸汽参数及锅炉出口集箱7后受热面2的出口蒸汽参数计算整个受热面2的平均热流密度，通过各热流计4测量锅炉受热面2周围的热流密度，同时通过测温元件9检测锅炉出口集箱7前受热面2各出口管的炉外壁温，再根据锅炉出口集箱7前受热面2各出口管的炉外壁温计算受热面2各出口管的壁温分布。

在长探杆筒体12的内部通有循环冷却水，用以冷却热流计4及测量块18，在长探杆筒体12的外壁上设有耐火隔热层17，以防止循环冷却水过热汽化。

热流计4的尾部固定于滑块11上，滑块11与导轨10相配合，水冷壁3上开设有测孔16，滑块11在导轨10上移动，以控制热流计4插入到水冷壁3的深度，当热流计4退出水冷壁3后，则通过密封板15对测孔16进行密封，以阻止烟气外漏。

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