關于提高鍋爐管壁金屬溫度測量準確重要性的研究

楊曉偉

摘 要：鍋爐在運行的環節中經常會出現過熱器等相關器件超溫爆管的事故，給工作人員的人身安全威脅，為此提高鍋爐管壁金屬溫度測量的準確性較為關鍵，已經得到了社會的廣泛關注。本文將圍繞提高鍋爐管壁金屬溫度測量方式進行闡述，詳細分析提高測量準確的重要性，旨在為日后研究工作的順利進行奠定基礎。

關鍵詞：鍋爐管壁金屬;溫度測量;超溫爆管

提高鍋爐管壁金屬溫度測量準確性是當前工作的重點，實時監測鍋爐管壁金屬溫度的實際情況，堅持理論聯系實際的基本原則，準確掌握鍋爐管壁金屬溫度測量的方式，要求充分結合鍋爐整體運行的實際情況，將鍋爐外管壁以及內部管壁結合在一起進行分析，使之適應當前鍋爐運行的實際需要。

1 提高鍋爐管壁金屬溫度測量的方式

1.1 鍋爐外部管壁金屬溫度測量

鍋爐外部管壁金屬溫度測量方式較為簡單，準確對測量點進行安裝，在實際測量的環節中可以借助熱電偶線的作用，找準需要安裝的管壁，通過電熔焊的方式進行安裝，并找準電熔焊之間的距離，一般在10mm左右為最佳，根據管壁徑大小的實際情況將熱電偶線進行纏繞，盡量在纏繞的過程避免出現繞圈的現象，防止外界因素的干擾，該纏繞方式一定程度上有助于降低溫度測量的誤差，隨即與測量位置進行連接。在實際測量的過程中，掌握鍋爐外部過熱器管壁溫度的數值，并且與管內氣溫進行比較，主要包括過熱蒸汽以及飽和蒸汽兩個方面，針對于前者來說，在實際測量的環節中，關注過熱器母管中的測溫套管的實際情況，并將熱電偶線準確的插入進行測量，針對與后者則需要將汽包壓力以及飽和蒸汽溫度結合在一起。例如：經過三次測量得出管內氣溫為531℃、534℃、536℃，所對應的外壁溫度分別為530℃、533℃、536℃，三次之間的誤差在1℃、1℃、0℃，可以發現二者之間的溫差較小，逐步提升測量的次數，通過外壁金屬溫度代替管內汽溫誤差，其中外壁溫度會受到管內汽溫波動的影響，當后者的波動較快時，汽溫以及壁溫將會出現反常的現象。為了提升測量結果的準確性，可以將飽和汽管外壁溫度測量融入其中。在對比飽和蒸汽管外壁溫度與管內部汽溫進行比較時，飽和汽壓三次測量結果為101.2kg/cm2、58.7kg/cm2、51.6kg/cm2，此時的飽和汽溫為310.4℃、272.9℃、264.7℃，外壁溫度分別為309℃、272℃、262.5℃，二者之間的溫差為1.4℃、0.9℃、2.2℃，并隨著測量數量的逐漸上升，二者之間的數值始終處于正值的狀態，變化情況與鍋爐實際運行相適應。

1.2 鍋爐內部管壁金屬溫度測量

在鍋爐內部管壁金屬溫度測量的過程中通常將嵌入管段法應用其中，該方式較為便捷。首先需要做好鍋爐內壁溫測點的安裝與計算，找準預測管壁的具體位置，計算出所需要隔段的管子長度，并將較厚的管壁焊接其中，為將鎧裝熱電偶線插入測量點，則需要在管壁上鉆孔，并引出爐外側，并且避免與高溫煙氣相接觸，在計算過熱器管壁的壁溫時，需要考慮到過熱蒸汽溫度，將其設置為tQ，系數，設置為β1，過熱器管壁厚，設置為δ1，過熱器管金屬材料導熱系數，設置為λ1，管壁對蒸汽的對流放熱系數，將其設置為a2，熱散漫系數以及過熱器管熱負荷，將其設置為q，并按照公式進行計算。

在對鍋爐內部管壁溫度測量的誤差進行估計的過程中，需要經過換算得出，研究鍋爐內部管壁溫度的測量，影響過熱器管外壁溫度的因素具有多樣性，要充分考慮到嵌入管段的外徑長度、嵌入管段的內徑長度、側孔中心至嵌入管中心之間的距離、嵌入管段內壁至蒸汽的對流放熱系數、嵌入管段金屬材料的導熱系數等，在實際的試驗研究可以發現，實時對所選取的嵌入管段的材料進行分析，并與內徑的長度以及過熱器管的長度進行比較，此時的計算誤差較小，經過不斷的試驗，影響鍋爐內壁溫測量的誤差主要涉及的是汽溫測量的誤差、實測壁溫誤差以及側孔溫差等幾個方面。從實測壁溫誤差進行分析，該誤差的產生主要與熱電偶溫度計測量系統的誤差以及鎧裝電偶從高溫煙氣中引出并在環境介質的影響下造成工作端的溫度升高。汽溫測量的誤差則主要是由汽溫測點與鍋爐內壁溫測點不一致以及熱點偶溫度計測量系統差生的誤差引起的，而測控位置的誤差主要是側孔位置與嵌入管段在設計上存在不一致性，出現的尺寸偏差，對測量的誤差進行掌握以及估計，有助于保證鍋爐管壁金屬溫度測量結果的準確性。

2 提高鍋爐管壁金屬溫度測量準確性的重要性

2.1 提高鍋爐外部管壁金屬溫度測量的重要性

鍋爐處于長期運行的狀態，超溫爆管的現象時有發生。其中過熱器在鍋爐中的重要部件，鍋爐在運行的環節中，在過熱器的作用下確保過鍋爐中將蒸汽從飽和溫度進一步加熱至過熱溫度，過熱器可以從傳熱方式以及結構方式進行分類，具有多樣性。而再熱器在運行的過程中主要是將低壓蒸汽再進行加熱的方式，并得到一定的溫度，主要用來加熱蒸汽，有助于提高電廠循環的熱效率。對鍋爐外部過熱器管管壁的溫度進行測量，借助過熱器試驗的方式進行分析，實時關注鍋爐外部過熱器的運行狀態，管子金屬材料的導熱性能以及保溫性能較好，此時鍋爐外部過熱器管的外壁溫度與管內蒸汽溫度之間的差距較小，可以通過測量過熱器管外壁的溫度來代替管內部的蒸汽溫度，利用該測量方式可以提升測量結果的準確性，且安裝方式較為簡單，改善了傳統測量過程中鉆孔的局現性，降低了工作人員的安裝壓力。同時，鍋爐管壁溫度測量的安裝方法可以有效避免外界因素的干擾，測量點安裝質量較高，提升了鍋爐管壁溫度測量的準確性，可以實時掌握鍋爐內部設備的運行狀態。

提高鍋爐管壁金屬溫度測量的準確性，可以實時掌握煙氣流的運行狀態，并將鍋爐管壁金屬溫度測量技術應用其中，了解與鍋爐內部部件之間的關系，掌握鍋爐管壁金屬超溫爆管的原因，確保今后鍋爐的平穩。

2.2 提高鍋爐內部管壁金屬溫度測量的重要性

提高鍋爐內部管壁金屬溫度測量的重要性較為顯著，鍋爐管壁金屬材料的強度容易受到多種因素的影響，實時隨過熱器以及再熱器管壁溫度進行測量，并與技術材料的工作極限溫度進行比較分析，當前者溫度超過后者時，而此時金屬材料的強度將會呈現下降的趨勢，超溫爆管事故時有發生，提升鍋爐內部管壁金屬溫度測量水平一定程度上可以實時了解過熱器以及再熱器管壁的溫度情況，有助于維修保養人員及時對鍋爐運行進行監督。例如：在對鍋爐管壁金屬溫度進行測量時，爐內會受到高溫煙氣的影響，在測溫時，容易對鍋爐壁測測量點造成影響，為此要提升鍋爐內部管壁金屬溫度測量準確性，將嵌入管段法應用其中，該方式有效的提升了鍋爐內部管壁金屬溫度測量的精度，并在實際的試驗過程中，可以清晰的掌握鍋爐內部管壁與外部管壁溫度之間的關系，在對鍋爐內部管壁金屬溫度進行測量，可以通過外部管壁溫度的方式進行了解，并由專業人員進行實時監測，針對溫度存在異常的現象及時調整，以此避免出現超溫爆管的問題，可以看出提升鍋爐內部管壁金屬溫度測量準確性的關鍵。

提高鍋爐內部管壁金屬溫度測量準確性有助于提升發電機組循環熱效率，通過測量鍋爐內部溫度測量的方式有助于降低水蒸氣的濕度，保護汽輪機的葉片，另外還可以提高汽輪機的相對內效率和絕對內效率，以此保證裝置的有效和安全運行。除此之外，在對鍋爐內部管壁金屬溫度進行測量的環節中，提升溫度測量的準確性，通過完善鍋爐內壁測量點安裝與計算的方式了解鍋爐內壁溫度測量誤差的計算，掌握超溫爆管的原因，以此為依據找出鍋爐管壁金屬溫度測量存在的問題，有助于掌握鍋爐管壁處于運行狀態下的受熱面的狀況。

3 結論

當前鍋爐管壁金屬溫度測量的方式具有多樣性，要充分結合鍋爐運行的實際情況提出最佳的測量方案，要切實掌握在對其管壁溫度測量時需要注意的問題，合理測量，確保發電廠平穩運行。提升鍋爐管壁金屬溫度測量的準確性有助于保證工作人員的人身安全，確保后續工作的順利運行。

參考文獻：

[1]歐陽朱峰.低氮燃燒鍋爐水冷壁防護涂層抗高溫腐蝕機理與性能研究[D].武漢：華中科技大學，2019.

[2]韓雪.鍋爐水冷壁管排CMT堆焊工藝及變形控制[D].沈陽：沈陽理工大學，2019.

[3]魏孔山，張中利，王海平等.化肥裝置145t/h蒸汽鍋爐水冷壁管爆裂分析[J].化工機械，2018，45（04）：488-491.