超超临界机组高温过热器壁温预测装置的制作方法

本实用新型属于电厂安全控制系统领域，尤其涉及一种超超临界机组高温过热器壁温预测装置。

背景技术：

大型火电机组过热器爆管是造成非计划停机的重要原因之一。过热器爆管的成因非常复杂，主要包括：(1)过热器管长期在高温下运行，管材内壁产生氧化皮，堆积在管材弯头处导致爆管；(2)过热器管长期在高温下运行，组织性能发生蠕变失效；(3)机组运行中管壁频繁短时超温，降低了管材的设计寿命及安全裕度；(4)管排、管段沿炉膛宽度和深度方向的温度分布不均匀等。

在传统研究工作中，主要是基于机理分析的方法，通过机组过热器装设的大量管壁温度测点建立炉膛内部过热器壁温分布计算模型，得到过热器各个管屏各管圈各部位温度分布。但目前国内大部分火电机组锅炉过热器壁温测点安装于顶棚大包内，而非于炉膛高温烟气区，测量值并非管壁实际温度，存在较大的偏差。而且这种方法受限于人对过热器运行机理的认识，难以准确、全面的分析过热器可能出现的全部异常。

中国专利申请2014203186845公开了一种用于超临界机组主汽温智能控制系统。其中涉及到了温度预测，但是存在的不足是采集数据误差较大，对后续控制有较大影响。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种采集数据准确的超超临界机组高温过热器壁温预测装置。

本实用新型是这样实现的，一种超超临界机组高温过热器壁温预测装置，包括电厂dcs控制系统、信息中心和报警装置，其特征在于：在超超临界机组高温过热器设置炉顶大包热电偶，在过热器管壁设置过热器热电偶，在再热器管壁设置再热器热电偶，炉顶大包热电偶、过热器热电偶和再热器热电偶分别通过电缆连接电厂dcs控制系统，电厂dcs控制系统连接信息中心，信息中心的输出端连接报警装置。

采集数据全面且准确。

所述的信息中心的输出端通过无线传输装置连接移动端。用于手持设备的扩展应用。

所述的炉顶大包热电偶均布在超超临界机组高温过热器炉顶大包，测点数量为700。

所述的过热器热电偶安装位置尽量靠近迎火面，过热器热电偶设置在高温过热器从炉前向炉后的第13屏从炉前数第7根和第25屏从炉前数第10根管的出口管段上。

所述的再热器热电偶安装位置尽量靠近迎火面，再热器热电偶设置在高温再热器从炉前向炉后的第33屏从炉前数第4根和第66屏从炉前数第6根管的出口管段上。

所述的过热器热电偶通过集热块固定在管壁上。过热器热电偶焊接在集热块上，集热块选择抱箍或不锈钢丝捆扎的方式固定。采集温度直接，误差小。

本实用新型的优点及积极效果为：

在超超临界机组高温过热器设置炉顶大包热电偶，在过热器管壁设置过热器热电偶，在再热器管壁设置再热器热电偶采集高温过热器的全方位温度数据，并且通过直观的设置方式，使得采集温度准确。有利于采用bp神经网络建立了炉膛内壁温预测模型，进而识别设备的潜伏性故障，实现对高温过热器等非常规监测设备的状态预测。可以有效解决大型火电厂锅炉高温受热面炉膛内壁温测量及预测这一难点问题，为利用炉外壁温长期监测炉内壁温对过热器管作出进行失效预测，识别设备潜伏性故障，实现对高温过热器等大型工业设备的非常规监测设备的状态预测奠定基础。

附图说明

图1是本实用新型的原理方框图。

图2是本实用新型的过热器热电偶安装位置示意图；

图3是本实用新型的再热器热电偶安装位置示意图；

图4是本实用新型的热电偶安装示意图；

图5是图4的水平横截面结构示意图。

其中：1、过热器2、过热器起弧段3、过热器热电偶4、再热器5、再热器起弧段6、再热器热电偶7、电缆8、集热块9、保温层10、管壁。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，超超临界机组高温过热器壁温预测装置，包括电厂dcs控制系统、信息中心和报警装置，在超超临界机组高温过热器设置炉顶大包热电偶，在过热器管壁设置过热器热电偶，在再热器管壁设置再热器热电偶，炉顶大包热电偶、过热器热电偶和再热器热电偶分别通过电缆连接电厂dcs控制系统，电厂dcs控制系统连接信息中心，信息中心的输出端连接报警装置。

采集数据全面且准确。

信息中心的输出端通过无线传输装置连接移动端。用于手持设备的扩展应用。

炉顶大包热电偶均布在超超临界机组高温过热器炉顶大包，测点数量为700。

如图2、图3所示，过热器热电偶3安装位置尽量靠近迎火面，过热器热电偶3设置在高温过热器1从炉前向炉后的第13屏从炉前数第7根和第25屏从炉前数第10根管的出口管段上。高度在过热器起弧端2的3000mm处。

再热器热电偶6安装位置尽量靠近迎火面，再热器热电偶6设置在高温再热器4从炉前向炉后的第33屏从炉前数第4根和第66屏从炉前数第6根管的出口管段上。高度在再热器起弧端5的3000mm处。

实施例2：

如图4、图5所示，过热器热电偶3通过集热块8固定在管壁10上。过热器热电偶3焊接在集热块8上，集热块8选择抱箍或不锈钢丝捆扎的方式固定。过热器热电偶3通过电缆7连接电厂dcs控制系统和信息中心。

本实用新型使用时，炉顶大包热电偶、过热器热电偶和再热器热电偶采集温度数据传输到电厂dcs控制系统和信息中心。

通过对某660mw超超临界机组锅炉高温过热器近4个月(2018.11～2019.03)包含700个测点的过热器大包内数据集对2个炉膛内过热器壁温测点进行预测。数据集测点数据平均每分钟采样一条，共计约20万条数据，实验数据集被划分为训练集和验证集。训练集为2019年3月份的真实数据集，验证集为2018.11～2019.2的三个月的真实数据。然后用预测模型对测试集的数据进行预测，同时将预测结果与实测的炉膛内过热器壁温真实数据值进行对比，计算预测结果的准确性。

从实验结果中可以看出，本实用新型在根据过热器大包内壁温测点数据预测炉膛内高温烟气区域壁温测点时取得了非常好的效果，平均预测准确率达到了95.9％，预测的平均温度偏差绝对值仅为2.25度，壁温预测模型准确有效。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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