鍋爐金屬溫度測量元件運行中的問題及解決方案

梁海瑞，劉文余

(陽城國際發(fā)電有限責任公司，山西 晉城 048102)

公司一期設計安裝有6臺350 MW燃煤發(fā)電機組，其中鍋爐由美國福斯特?惠勒能源公司(FWEC)制造，為亞臨界、一次中間再熱、雙拱型單爐膛W型火焰、平衡通風、固態(tài)排渣、露天布置、自然循環(huán)汽包型燃煤鍋爐。鍋爐能否穩(wěn)定、可靠運行，直接關系著發(fā)電廠的社會效益和經(jīng)濟效益。為了更好地對鍋爐水汽管路進行全程監(jiān)視，按照原設計，電廠在汽包上下部、前后墻水冷壁引出管、低過引出管、屏過出口聯(lián)箱上升管、屏過引出管、高過引出管和再熱器引出管上共安裝169支雙支K型熱電偶，并通過補償導線和中間接線柜送回DCS顯示。溫度元件安裝布置見圖1。

1 存在的問題

1.1 顯示值較實際值偏低

機組自投運以來，末級過熱器金屬溫度畫面顯示值較實際值明顯偏低，嚴重影響了機組的安全穩(wěn)定運行。為了消除這一設備安全隱患，結合公司的實際情況，利用機組停運機會對末級過熱器金屬溫度測點進行了簡單保溫完善，結果發(fā)現(xiàn)溫度顯示值有所上升。后又利用機組檢查性大修機會，對鍋爐金屬溫度測量裝置的可靠性進行了檢測，即在水平煙道內(nèi)的末級過熱器蒸汽管道上新裝試驗溫度測點與位于頂包內(nèi)的末級過熱器聯(lián)箱出口的原有溫度測點進行比較，發(fā)現(xiàn)經(jīng)保溫完善后的末級過熱器金屬溫度與位于爐膛內(nèi)的末級過熱器溫度試驗測點測量值基本一致?？紤]到管道金屬溫度測點在四管泄漏管理中的重要性，對所轄設備徹底進行了整改。

1.2 溫度元件冷端及接線端子損毀嚴重

鍋爐金屬溫度測量元件安裝于鍋爐頂包內(nèi)。正常運行時頂包內(nèi)溫度較高，熱量通過頂包側墻傳至接線盒，致使熱電偶的冷端引線長期受高溫烘烤，絕緣皮損毀嚴重，溫度無法正常顯示。鍋爐金屬溫度測量元件在進入中間接線箱時，由于溫度元件冷端沒有得到很好的保溫密封處理，造成接線箱內(nèi)溫度偏高，接線柱氧化腐蝕嚴重，溫度顯示值不準。

1.3 電纜消耗量較大

由于金屬壁溫元件較多，補償導線的使用量較大，安裝維護工作量較大，且經(jīng)濟性較差。

2 解決思路及對策

2.1 設計安裝保溫防護帶

利用機組停運機會，電廠對所有溫度測點進行了查對，將溫度元件安裝位置上下50 mm范圍內(nèi)的引出管路用2層20 mm的硅酸鋁進行了保溫。改造后經(jīng)過觀察分析發(fā)現(xiàn)，溫度元件基本能滿足日常工作的需要。

2.2 密封測溫元件，增大元件通風空間

由于鍋爐金屬溫度元件的鎧裝引線在穿過頂包側墻時與安裝板之間的空隙較大，不便于密封，因此采用在元件安裝板上攻絲開孔的方法精細安裝，使用具有密封功能的終端頭卡套將溫度元件進行固定。為了能夠更好地對側墻進行密封，又將溫度元件安裝板焊接于頂包側墻上，并在頂包內(nèi)進行了保溫。在頂包外將隔熱箱和頂包側墻進行密封焊接，并在隔熱箱內(nèi)填充固體顆粒硅酸鋁以達到隔熱的效果。在溫度元件從隔熱箱引出后，有意將溫度元件暴露于大氣中，通過空氣的自然冷卻達到降溫的目的。經(jīng)過密封、降溫處理后的溫度元件在進入中間接線箱時已基本達到了環(huán)境溫度，對接線箱內(nèi)的溫度基本沒有影響。溫度元件的具體安裝見圖2。

對于冷端引線絕緣皮破損的溫度元件，沒有直接將其更換，而是將溫度元件冷端用專用工具剝開，將補償導線重新進行了焊接，再用專用膠水進行了密封，最后在溫度元件引線上加白蠟管進行絕緣處理。溫度元件在處理后基本達到日常使用的要求。

2.3 使用無線通訊或智能終端

由于鍋爐金屬溫度測量回路中大量使用價格較高的補償導線，造成了人工和材料的大量浪費，且安裝維護成本較大。因而可采用無線通訊設備，通過智能發(fā)射裝置將信號調制，在控制室通過智能解調裝置將信號還原，再送往DCS畫面顯示處理；或采用智能終端，通過將相應的溫度信號送至IDAS智能采集模塊，IDAS采集模塊把采集到的信號通過網(wǎng)線傳送至DCS，通過組態(tài)軟件來監(jiān)控溫度信號，同時在DCS上可以查詢歷史數(shù)據(jù)并進行趨勢分析。采用無線通訊或智能終端采集器，熱電偶的冷端溫度補償均可在現(xiàn)場實現(xiàn)。

3 改造后的效果分析

電廠鍋爐金屬溫度監(jiān)測中存在測量值較實際值偏低、溫度元件冷端引線及中間接線箱接線端子損毀嚴重的問題。經(jīng)過的簡單改造維修后，故障現(xiàn)象得到了解決。表1為改造前后的金屬溫度和加熱器出口溫度的比較表。

通過表1可以發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過在各金屬溫度安裝點加裝保溫，金屬溫度監(jiān)測點示值明顯偏低的問題得到了解決，設備的穩(wěn)定性和可靠性得到了保證。在2010年1號機組大修時，對鍋爐金屬溫度元件進行了檢查比較，溫度元件未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

對于金屬溫度元件冷端燒毀的問題，雖對冷端進行了密封處理，而且在1號機組的大修檢查時也沒發(fā)現(xiàn)測溫明顯偏差，但考慮到金屬溫度元件冷端損毀的不可逆性，計劃在下一次大修間隔內(nèi)對鍋爐金屬溫度元件進行更換，以保證鍋爐金屬溫度元件的測量精度。

表1 鍋爐金屬溫度測量元件改造前后測量值

4 注意事項

(1) 溫度元件固定板上的終端頭卡套接頭必須嚴格按要求安裝，并應在終端頭上涂一層防燒結劑，以便于檢修拆裝。

(2) 隔熱箱內(nèi)應填滿顆粒硅酸鋁，并將隔熱箱和頂包壁焊接牢固。對于隔熱箱的頂蓋也應進行焊接，保證隔熱箱的良好密封效果。

(3) 隔熱箱和溫度元件接線箱之間應留有足夠的通風空間，以保證良好的通風，并采用螺絲連接，便于日常檢修拆裝。

(4) 鍋爐金屬溫度測量元件安裝時，應保證現(xiàn)場安裝位置和DCS上編碼一致，以便于日常超溫原因分析和判斷。