鍋爐"四管“高溫腐蝕和爆管監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是針對燃煤發(fā)電鍋爐關(guān)鍵熱交換管(水冷壁、再熱器、過熱器、省煤器)失效問題而開發(fā)的實時高溫腐蝕和爆管監(jiān)測解決方案。該系統(tǒng)利用四類先進的耐高溫智能光聲傳感器，實時采集、監(jiān)測和分析鍋爐“四管“運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：
1. 耐高溫氣體傳感器采集的實時爐內(nèi)氣體成分和含量數(shù)據(jù)，如導(dǎo)致硫化腐蝕的H?S氣體和造成高溫腐蝕的還原性氣氛，如CO,以及爐內(nèi)燃燒的O?含量等；測量氣體 H2、O2、pH值、電導(dǎo)率
測量范圍 溶解氫：0-2000μg/L、溶解氧：0-100μg/L、pH：0-14、電導(dǎo)率：0 - 20μS/cm
技術(shù)原理 熱導(dǎo)檢測、極譜電極、離子選擇性電極、雙電極
應(yīng)用領(lǐng)域 火力發(fā)電廠、化工廠、鋼鐵廠、石油煉化廠、造紙廠、食品加工廠、制藥廠和核電站等需要鍋爐運行的行業(yè)
基于TDLAS原理的耐高溫CO、H?S、O?混合氣體高精度氣體分析儀，實現(xiàn)亞秒級爐內(nèi)氣氛場還原，測量精度不低于0.1mg/m3
實現(xiàn)工質(zhì)痕量級H?含量監(jiān)測，精度≤0.1μg/L,氧化皮生成量計算誤差范圍在±5%以內(nèi)，實現(xiàn)氧化皮超閾值預(yù)警功能
基于分布式聲紋采集和分析的爆管位置測量誤差范圍在±1%以內(nèi)
堵管程度(以最大截面積計算)預(yù)測準確率>95%
可配合鍋爐智能燃燒綜合檢測與控制軟件使用，可實現(xiàn)系統(tǒng)投運后，機組30%、50%負荷實驗條件下，提高爐效0.15%以上；
受熱面高溫腐蝕程度下降90%以上
| 子系統(tǒng) | 爐膛還原性氣氛監(jiān)測與高溫腐蝕預(yù)警系統(tǒng) | 熱交換管氧化皮脫落與堵管定位監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng) | 管壁形變位移實時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng) | 鍋爐智能燃燒綜合檢測與控制系統(tǒng) |
| 產(chǎn)品型號 | GW-6080B0 | GW-6080B1 | GW-6080B2 | GW-6080B3 |
| 功能簡介 | 以爐內(nèi)還原性氣氛為監(jiān)測對象，實現(xiàn)工況條件下同時監(jiān)測H?S、CO、O2等多種還原性氣體組分，揭示了當機組最小出力<35%時，造成高溫腐蝕的氣氛濃度變化趨勢和爐內(nèi)空間分布監(jiān)測 | 通過鍋爐熱交換管中痕量氫的監(jiān)測，利用氧化皮生成和脫落量預(yù)測模型計算已脫落氧化皮量，并通過分布式聲紋監(jiān)測陣列，定位脫落的氧化皮造成堵塞的程度和位置 | 監(jiān)測亞毫米級管壁形變和位移，記錄位移和形變量，結(jié)合爐管材料、運動方向、頻次等歷史數(shù)據(jù)，利用內(nèi)嵌的爐管爆管預(yù)測模型，提前預(yù)測爐管拉裂和爆管概率 | 可在運行過程中實時優(yōu)化爐膛燃燒組織，使溫度場分布均衡，燃燒過程穩(wěn)定高效，有效預(yù)防受熱面超溫、高溫腐蝕、管道膨脹異常等問題，同時降低煤耗、提升鍋爐整體熱效率 |
| 監(jiān)測因子 | 爐膛中還原性氣氛場 | 熱交換管中的工質(zhì)含氫量 | 爐壁形變位移量 | 綜合監(jiān)測并接入DCS數(shù)據(jù) |
| 檢測原理 | TDLAS | 熱導(dǎo)檢測 | 激光監(jiān)測 | 立體空間包容結(jié)構(gòu)+靜電離子輻射過程層析成像法 |
| 檢測量程 |
H?S:0~1500μL/L CO:0~3% O? :0~25% SO? :0~300μL/L |
0~2000μg/L; | 0.5mm |
溶解氫：0-2000μg/L 溶解氧：0-100μg/L pH:0-14 電導(dǎo)率：0-20μS/cm |
| 系統(tǒng)氣密性 |
15分鐘內(nèi)壓降不大于 試驗壓力的2% |
15分鐘內(nèi)壓降不大于 試驗壓力的2% |
/ | 1 |
| 測量精度 |
H?S:0.1μL/L CO:0.01% O? :0.01% SO? :0.1μ L/L |
0.1μg/L | 0.5mm |
溶解氫：≤0.1μg/L 溶解氧：0.01% pH:0.1 |
| 重復(fù)性 | ≤1% | ≤1.5% | 1 |
溶解氫：≤1.5% 溶解氧：≤0.2mg/L(飽和水) 零氧水：≤0.5μg/L |
| 顯示功能 | 高清10寸彩色觸摸屏 | |||
| 系統(tǒng)語言 | 中文/英文可切換 | |||
| 有線通訊接口 | RS485/RS232/模擬量/TCP | |||
| 無線通訊 | 4G、WiFi | |||
| 操作方式 | 觸摸屏操作、遠程操作 | |||
| 自動標定 | 零點/量程自動校準 | |||
| 數(shù)據(jù)存儲 | 檢測數(shù)據(jù)>20000條；報警記錄數(shù)據(jù)：1500條 | |||
| 防護等級 | IP65 | |||
| 抗電磁干擾 | 國家標準 | |||
| 工作溫/濕度 | 5℃-45℃/O-95%RH | |||
| 使用壽命 | 10年以上 | |||
系統(tǒng)利用嵌入的“四管“高溫腐蝕和爆管多模態(tài)預(yù)警模型和算法將各類實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行多模態(tài)數(shù)據(jù)融合通過腐蝕條件判斷、材料應(yīng)力特性疲勞性分析和高頻信號源空間定位算法等方法，計算出“四管”受腐蝕的類型、程度，并預(yù)測換熱管壽命、爆管概率等結(jié)果。能夠有效預(yù)防“四管”因硫化物而產(chǎn)生的高溫腐蝕和結(jié)焦問題、因交換管形變過大、過頻而導(dǎo)致的拉裂爆管問題；實現(xiàn)準確預(yù)測管內(nèi)氧化皮脫落量并精準監(jiān)測因氧化皮脫落而造成堵管的部位，為鍋爐運行提供指導(dǎo)性建議，確保鍋爐能夠長期平穩(wěn)、安全運行。
系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，各監(jiān)測單元可獨立安裝維護，系統(tǒng)軟件配備了鍋爐歷史數(shù)據(jù)查詢功能，能夠追溯機組最新維修記錄，如焊接記錄、割管記錄等，為預(yù)防鍋爐四管爆漏事故反演和分析提供數(shù)據(jù)支撐。
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氣氛場濃度擬合算法 |
氣氛場濃度擬合算法 |
歷史運行和維修數(shù)據(jù)分析 |
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還原性氣氛(如CO、H?S等)在爐內(nèi)呈現(xiàn)強烈的空間與時間變化，氣氛場濃度的擬合算法需充分考慮傳感器布設(shè)位置的合理性才能準確還原其分布特征 |
系統(tǒng)內(nèi)嵌的腐蝕概率模型也需充分考慮了爐內(nèi)溫度梯度、金屬壁面氧化還原反應(yīng)動力學(xué)、結(jié)焦塊脫落行為及煙氣成分耦合作用 |
鍋爐歷史運行和維修數(shù)據(jù)分析、受熱面管使用材料特性等數(shù)據(jù)也是保證預(yù)測結(jié)果準確性的重要靜態(tài)數(shù)據(jù)，模型充分考慮了這些數(shù)據(jù)，使構(gòu)建的高溫腐蝕概率模型具有工程指導(dǎo)意義 |
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實現(xiàn)了鍋爐熱交換管內(nèi)氧化皮生成量預(yù)測，并開發(fā)了基于智能光學(xué)傳感的痕量級特征氣體(H?)精準檢測方法，揭示了工質(zhì)中H?含量與氧化皮剝落量之間的定量關(guān)聯(lián)關(guān)系 |
實現(xiàn)了對氧化皮剝落過程的實時評估與趨勢預(yù)測，為防范管道堵塞、受熱面超溫及爆管等重大運行風險提供了科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐 |
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聲紋采集陣列節(jié)點 |
構(gòu)建聲源定位數(shù)字模型 |
計算并預(yù)測，提供運維數(shù)據(jù) |
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接收聲波到達時間差(TimeDifference of Arrival,TDOA)、能量衰減模型或相位信息 |
通過訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或深度學(xué)習(xí)模型，從多通道音頻特征中回歸故障位置 |
通過分析不同堵管程度發(fā)出的聲波特征，計算并預(yù)測熱交換管的堵塞程度，為及時有效運維提供理論和數(shù)據(jù)支撐 |
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