Способ определения технического ресурса экранных поверхностей нагрева из труб Советский патент 1992 года по МПК F22B37/38 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а более конкретно к способу контроля и диагностирования ресурса труб экранных поверхностей нагрева котла, находящихся в восстановительной среде.

В настоящее время в эксплуатационных условиях непрерывный контроль за коррозионным утонением стенок труб из-за отсутствия датчиков не осуществляется,

Известны способы диагностирования остаточного технического ресурса путем составления алгоритмов, где или используется расчетное утонение стенок, или вводится корректировка на коррозию после обмера толщины труб во время останова котла.

В обоих случаях не учитывается текущее реальное состояние поверхностей нагрева.

Практически фактическое утонение стенок в эксплуатационных условиях всегда отличается от расчетного в сторону большего износа труб.

Результаты экспериментальных исследований причин и условий протекания сульфидной коррозии показывают, что имеется возможность осуществдения непрерывного контроля за износом труб. В качестве параметров диагностирования может быть использована известная зависимость утонения стенки трубы (S) в функции от температуры металла (т.м) и концентрации сероводорода {Cn.s), т.е. зависимость (tM, Сназ).

В реальных условиях эксплуатационный непрерывный контроль температуры не

41 о

00 00

о сл

представляет серьезных затруднений, а непрерывное измерение концентрации сероводорода из-за отсутствия датчиков практически невозможно.

Целью настоящего изобретения является обеспечение непрерывного контроля за содержанием сероводорода, одного из основных факторов, влияющих на коррозию. Поставленная цель достигается тем, что концентрацию сероводорода определяют косвенно: путем измерения концентрации продуктов неполного сгорания, например, СО и/или На.

Отбор продуктов неполного сгорания целесообразно осуществлять из зоны максимальной коррозии.

Существенным отличием предлагаемого способа является возможность олератив- но оценить развитие коррозионных процессов в ходе эксплуатации и влиять на них путем изменения режима сгорания топлива.

Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом. Известно, что утонение стенки, в основном, зависит от температуры металла и концентрации сероводорода, т.е. является функциональной зависимостью (tM, ).

Анализ литературных источников и экспериментальные данные показывают, что зависимость (CH1s) при tM-const линейна или достаточно близка к ней, что дает возможность при сравнительно небольшом числе экспериментальных данных получить целый ряд зависимостей изменения величины коррозии от концентрации сероводорода при различных температурах металла труб. Последние могут быть использованы при составлении алгоритма диагностирования износа труб.

Однако, как уже упоминалось, из-за отсутствия датчиков по измерению концентрации сероводорода использование представленных выше зависимостей для оперативного диагностирования остаточного технического ресурса не представляется возможным.

Известно также, что текущие концентрации окиси углерода (Ссо). водорода (СН2) и/или их суммарные значения с концентрацией сероводорода связаны линейными зависимостями типа Сн4з а1Ссо.Снг8: а2Сн рн 5 аз(Ссо+Сн),)

где ai, 32, аз - коэффициенты пропорциональности, полученные опытным путем.

Указанные зависимости должны быть экспериментально проверены для каждого

котла.

Предложенный способ практически может быть реализован на ИВ К (информационно-вычислительный комплекс) следующим образом.

В измерительный блок поступают сигналы от температурных вставок, установленных на экранных трубах, и от датчиков, измеряющих концентрации окиси углерода и/или водорода.

В топке котла, особенно в местах максимальной коррозии, устанавливаются газозаборные устройства и осуществляется подача газа к датчикам.

Информация от измерительного блока

поступает в блок расчета скорости коррозии. Текущее и/или суммарное изменение толщины стенки труб, а также их остаточный ресурс, отображаются на экране ИВК.

Использование изобретения позволит

решить задачу диагностирования остаточного технического ресурса экранных поверхностей нагрева котла с учетом фактического утонения стенки труб и нестационарности температурных режимов.

Формула изобретения Способ определения технического ресурса экранных поверхностей нагрева из труб путем измерения текущих значений

температур стенок последних, определения текущих концентраций сероводорода в продуктах неполного горения и последующего определения изменения толщины стенки труб как функции текущих значений температур и концентраций сероводорода, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения эксплуатационных затрат, дополнительно измеряют текущие значения концентраций водорода

и/или окиси углерода в продуктах неполного горения, а текущие концентрации сероводорода определяют косвенно путем вычисления по формулам

.,;Сн.18 з2Ссо: Сн азССна+Ссо), где а 1-аз- константы, определяемые по экспериментальным данным для каждой поверхности нагрева.

Использование: контроль и диагностирование труб поверхностей нагрева котла. Сущность изобретения: в измерительный блок поступают данные о температурах вставок, установленных на трубах экранов, и концентрациях окиси углерода и/или водорода. Информация от измерительного блока поступает в блок расчета скорости коррозии. Текущее и/или суммарное изменение толщины стенок труб, а также их остаточный ресурс отражаются на экране информационно-вычислительного комплекса.