改善測(cè)溫系統(tǒng)降低鍋爐運(yùn)行成本

賈春梅　蔡娟

[摘要]針對(duì)在熱電公司6#循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中碰到的溫度測(cè)量系統(tǒng)高損耗問(wèn)題，對(duì)其設(shè)計(jì)選型提出合理的建議，通過(guò)對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)一次原件材質(zhì)和DCS系統(tǒng)的改造，既保障測(cè)溫系統(tǒng)準(zhǔn)確性和鍋爐運(yùn)行的安全性不變，又達(dá)到節(jié)支降耗，降低運(yùn)行成本的目的。

[關(guān)鍵詞]熱電偶；測(cè)溫系統(tǒng)；節(jié)支降耗；應(yīng)用

1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

在火力發(fā)電廠，溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性不但關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，更關(guān)系到人的生命安全。例如，鍋爐過(guò)熱器的溫度接近于過(guò)熱器鋼管的極限耐熱溫度，如果溫度控制不好，會(huì)燒壞過(guò)熱器；在機(jī)組啟、停過(guò)程中，如果溫度變化太快，汽缸和汽包會(huì)由于熱應(yīng)力過(guò)大而損壞：又如，蒸汽溫度、給水溫度、鍋爐排煙溫度等過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使生產(chǎn)效率降低，導(dǎo)致多消耗燃料。

龍口礦業(yè)集團(tuán)熱電公司6拌爐為140t/h循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐型號(hào)為JGl40-9，8/540-M，設(shè)計(jì)為單鍋筒橫置式，自然循環(huán)水管鍋爐，采用帶差速床的低倍率循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，其主副床溫度、爐膛溫度等均設(shè)計(jì)950-980℃，其測(cè)溫系統(tǒng)使用的一次原件熱電偶均工作在高溫、高磨損、強(qiáng)震動(dòng)的環(huán)境下，鍋爐原設(shè)計(jì)使用的是鉑銠10-鉑（分度號(hào)s）型熱電偶。經(jīng)過(guò)一年運(yùn)行，暴露出以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）鉑銠10-鉑（分度號(hào)s）型熱電偶價(jià)格昂貴。它在熱電廠屬于高值高損耗設(shè)備，單支價(jià)格10000元左右，年損耗熱電偶在30-40支，6#爐每年僅維護(hù)熱電偶一項(xiàng)最少需要30-40萬(wàn)元，

（2）材質(zhì)本身決定熱電勢(shì)率小，一般在7-12Uv/℃，熱電特性較差。

（3）測(cè)溫范圍過(guò)高，造成不必要的浪費(fèi)。6#爐沸床正常燃燒溫度在950-980℃左右，而鉑銠10-鉑（分度號(hào)s）型熱電偶的測(cè)溫上限長(zhǎng)期使用為1300℃，短期使用可達(dá)1600℃。

（4）抗震能力弱，極易損壞，給安全運(yùn)行增添了隱患，增加了熱工維修人員的維護(hù)工作量。

2改造方案確定

我國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并-指定s、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是：

（1）測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。

（2）測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50～+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。

（3）構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。

熱電偶在熱電廠屬于高值高損耗設(shè)備，它的損壞不但直接影響著鍋爐安全運(yùn)行，而且增加了維修人員工作量，特別是材料費(fèi)用是一個(gè)不小的損耗。根據(jù)我公司6#鍋爐運(yùn)行時(shí)的燃燒情況進(jìn)行認(rèn)真的對(duì)比研究和技術(shù)分析，決定改變?cè)O(shè)計(jì)測(cè)溫系統(tǒng)，使用抗震耐磨型鎳鉻-鎳硅（分度號(hào)K）型熱電偶的測(cè)溫系統(tǒng)替代鉑銠10-鉑（分度號(hào)S）熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)，與s分度熱電偶相比其具有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：

（1）價(jià)格便宜。鎳鉻-鎳硅（分度號(hào)K）型熱電偶單支價(jià)格1300元，按照年損耗熱電偶在30支-40支進(jìn)行計(jì)算，每年維護(hù)熱電偶一項(xiàng)最多需要5萬(wàn)元左右，僅熱電偶一項(xiàng)與s分度熱電偶相比每年可節(jié)省材料最少22萬(wàn)元。

（2）熱電勢(shì)率高，熱電特性好。

（3）測(cè)溫范圍合適。鎳鉻-鎳硅（分度號(hào)K）型其測(cè)溫上限長(zhǎng)期使用可達(dá)1200℃，短期使用可達(dá)1300℃，滿足6#爐運(yùn)行最高溫度1000℃的需要，完全可以替代S分度。

（4）抗震能力強(qiáng)，不易損壞，可以延長(zhǎng)使用更換周期。降低運(yùn)行成本消耗，減少熱工人員的維護(hù)工作量。

3工作原理

熱電偶溫度表是目前應(yīng)用最廣泛的一種溫度表，是一種溫度電測(cè)儀表，它通常由熱電偶、熱電偶冷端補(bǔ)償裝置（或元件）和顯示儀表三部分組成，三者之間用導(dǎo)線連接起來(lái)。

熱電偶測(cè)溫基本原理是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，即t≠t0時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。因而在回路中形成一個(gè)大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。由于熱電偶兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，或稱賽貝克效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。測(cè)溫系統(tǒng)通常由熱電偶、熱電偶冷端補(bǔ)償裝置（或元件）和顯示儀表三部分組成，三者之間用導(dǎo)線連接起來(lái)。當(dāng)熱電偶的兩端溫度不同時(shí)，在熱電偶回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)，如果冷端溫度恒定，則熱電勢(shì)只與熱端溫度有關(guān)，因此測(cè)出熱電勢(shì)，即可測(cè)得熱端溫度。

熱電偶的基本定律：均質(zhì)導(dǎo)體定律、中間導(dǎo)體定律和中間溫度定律為制造和使用熱電偶奠定了理論基礎(chǔ)。

4方案實(shí)施

利用臨時(shí)停爐檢修時(shí)間將主床溫度1、主床溫度2兩點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行改造，敷設(shè)K分度補(bǔ)償導(dǎo)線，更換WRNK-330NM L=900mmf 20K分度熱電偶，修改DCS組態(tài)參數(shù)，將整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)由s分度測(cè)量系統(tǒng)改造為K分度熱電偶測(cè)量系統(tǒng)。改造完成后，和原設(shè)計(jì)主床溫度3、主床溫度4的S分度熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，通過(guò)記錄主床燃燒參數(shù)分析比對(duì)，K分度測(cè)溫系統(tǒng)完全適合6#爐的燃燒需要，可以替代S型測(cè)溫系統(tǒng)。

試驗(yàn)成功后，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和改造情況上報(bào)公司，經(jīng)公司批準(zhǔn)利用6#爐大修期間，對(duì)鍋爐沸床、煙溫等處23支S分度熱電偶采取重新敷設(shè)K分度補(bǔ)償導(dǎo)線，更換K分度熱電偶，修改DCS監(jiān)控電腦后臺(tái)的相關(guān)參數(shù)等方法，把所有S分度測(cè)溫系統(tǒng)全部改為K分度熱電偶，并逐一系統(tǒng)核對(duì)，保證運(yùn)行參數(shù)的準(zhǔn)確性。

運(yùn)行至今，K分度熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，延長(zhǎng)了更換周期，完全滿足6#爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。

5結(jié)論

6#爐年損耗熱電偶在30-40支左右，改造后每年可以為熱電公司節(jié)省材料費(fèi)用20～30萬(wàn)余元。通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，將公司節(jié)支降耗，降低運(yùn)行成本的工作落到實(shí)處，為公司增加了經(jīng)濟(jì)效益。

[責(zé)任編輯：張濤]