[发明专利]一种电锅炉电热元件表面结垢厚度的在线监测方法

说明书

一种电锅炉电热元件表面结垢厚度的在线监测方法,其特点是，包括电锅炉的数据采集、电锅炉加热元件无结垢表面温度的计算、电锅炉电热元件结垢平均厚度的计算、电锅炉电热元件不同部位结垢厚度的确定等步骤。将实测得到的电锅炉水位和工质的实际换热量共同确定出电锅炉运行中浸入水中电热元件表面的热流密度，进而通过Rohsenow整理得到的饱和核态沸腾的无量纲关联式计算出电锅炉加热元件无结垢时表面的温度，然后得到电锅炉加热元件的平均结垢厚度，再通过电热元件不同部位结垢厚度的修正系数得到电锅炉电热元件不同部位的结垢厚度。达到对电锅炉电热元件表面结垢厚度的在线精确监测，解决了电锅炉电热元件结垢厚度无法准确在线监测的问题。

技术领域

本发明涉及热力设备性能状态监测与诊断领域，是一种电锅炉电热元件表面结垢厚度的 在线监测方法。

背景技术

电锅炉也称电加热锅炉，它是以电力为能源并将其转化成为热能，从而经过锅炉转换， 向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体的锅炉设备。

电锅炉的电热管易结垢，是电锅炉的致命缺陷。炉水中的杂质会吸附在电热原件上(电 热管和电热棒)，水分中的氧气也会对电热原件进行氧化，一旦电锅炉内的电热原件结垢或被 氧化，将会严重影响电锅炉的热效率。更严重的是电锅炉电热原件结垢后，电热原件的温度 会迅速升高，容易导致电热原件的烧坏，从而极大缩短电锅炉的使用寿命。

因此，电锅炉电热元件的结垢严重影响了电锅炉的安全经济运行。为延长电锅炉的使用 寿命，提高电锅炉运行的安全可靠性，研究电锅炉电热元件结垢厚度的在线诊断方法对于电 锅炉结垢程度的实时监控和及时处理具有非常重要的工程实际意义。

目前，电锅炉电热原件易结垢的问题还没有得到彻底的解决，而电锅炉在运行中，主要 还是通过停炉检查来查看电热原件结垢的程度，然后视结垢厚度制定清垢方案。依据电锅炉 的运行规程，一般根据当地的水质情况，电锅炉要在1-2个月内要打开清垢孔或人孔进行检 查，查看炉壁和电热元件结垢情况，如果结垢厚度超过5mm，就要进行一次清炉，视结垢情 况还需要定期对电锅炉进行排污。显然，由于不能在线实时得到电锅炉电热元件的结垢厚度， 使电锅炉的定期的清垢和排污变得较为盲目，由此造成极大的资源浪费，有时电锅炉的水质 变差后，仍按照先前电锅炉的清垢周期进行，还可能会造成电热元件的损坏，进而导致更大 的经济损失。

发明内容

本发明的目的是，针对目前关于电锅炉电热元件结垢厚度不能实时在线监测的问题和缺 陷，本发明基于电锅炉加热工质的原理，将电锅炉加热水的过程近似看作是大容器饱和沸腾 传热，通过监测电锅炉工质进出口工质的温度、工质流量、电锅炉水位、电锅炉电热元件表 面温度测点，结合热平衡原理，提出一种能够自动在线计算、准确监测电锅炉电热元件表面 结垢厚度的在线诊断方法。

实现本发明目的采用的技术方案是：一种电锅炉电热元件表面结垢厚度的在线监测方法， 其特征在于，它包括的步骤有:

(a)数据采集环节：在线监测电锅炉给水温度、给水流量、电锅炉出口蒸汽的温度、电 锅炉水位，电锅炉加热原件表面的温度，通过采集的电锅炉给水温度、给水流量、电锅炉出 口蒸汽的温度、电锅炉水位，电锅炉加热原件表面的温度现场数据，来计算电锅炉加热元件 无结垢时表面的温度和结垢厚度，

(b)电锅炉电热元件无结垢表面温度的计算环节

通过监测得到的电锅炉给水温度、给水流量、电锅炉产生饱和蒸汽的温度可得到电锅炉 单位时间的换热量为

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